KR0164600B1

KR0164600B1 - 뼈형태계측장치 및 뼈평가시스템

Info

Publication number: KR0164600B1
Application number: KR1019900702694A
Authority: KR
Inventors: 마꼬또 요시다; 간지 구로메; 아쓰시 아사히나; 야스끼 하나오까; 가즈오 이모세
Original assignee: 이다가끼 히로시; 데이진가부시끼가이샤
Priority date: 1990-02-05
Filing date: 1990-07-26
Publication date: 1999-01-15
Also published as: CA2030561A1; JPH03230670A; WO1991011147A1; KR920700579A

Abstract

소정의 표준블록(11)과 함께 X선 촬영을 한 X선 사진 필름(22)의 피검뼈 영상(22a)을 광발생장치(41)에서의 빛으로 조사한 투과광량을 검지장치(42)로 자동판독한 영상(22a)에 관한 디지탈 데이타, 또는 투과 방사선 상발생장치(90)에 의하여 얻은 피검뼈의 방사선상에 관한 디지탈 데이타를 이미지 메모리 등의 기억수단(56)에 기억하고, 이 기억 데이타에 의거하여 소정의 뼈계측 연산을 실행함으로써 뼈계측 결과를 얻기 위하여, 마이크로 프로세서(60), ROM(61), RAM(62) 등을 갖춘 뼈연산 데이타 처리부(32)를 구비하고, 그 뼈연산 데이타 처리부(32)에는, 또한 뼈연산 결과를 출력하는 출력수단(25), 계측부위를 지정하기 위한 기준 포인트 및 마크를 입력하는 키보드(26) 등의 입력수단과 포인트 입력수단(24)을 갖춘 뼈계측장치, 및 이와 같은 뼈계측장치(20)과 통신수단(350)에 의하여 송수신 가능하게 결합되고, 뼈평가를 실행하는 뼈평가장치(351)을 갖춘 뼈평가시스템에 관한 것이다.

Description

[발명의 명칭]

뼈형태계측 장치 및 뼈평가 시스템

[발명의 상세한 설명]

[기술 분야]

본 발명은 자동화된 뼈계측 및 뼈평가에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 피검뼈(被檢骨)의 방사선 상(像) 또는 X선 사진필름에 있어서의 영상을 사용하여 뼈형태계측(이하, 이것을 다만 뼈의 계측이라함)을 자동적으로 수행하는 뼈계측 방치 및 상기 뼈계측 장치와 통신 시스템을 사용하여 결합된 효율적으로 뼈의 이력(履歷)등도 아울러 평가할 수 있는 뼈평가 시스템에 관한 것이다.

[배경 기술]

인간의 뼈의 발육상태, 노화도의 확인 또는 골조송증, 골연화증 등의 골병변의 종류의 판정 및 그 증상의 진행도, 치료에 있어서의 효과의 확인 등의 여러 가지의 뼈계측을 실시하는 경우가 있다.

이러한 뼈계측의 방법으로서는 피검뼈에 X선 조사를 하여 얻어진 X선 사진 필름을 사용하여 그 필름에 있어서의 영상의 농담을 마이크로데신트미터에 의하여 측정하여 뼈계측을 실시하는 MD방법(「뼈대사」제13권, 187 195면(1980년), 「뼈대사」 제14권, 91 104면 (1981년) 등 참조), 또는 피검뼈에 γ선을 조사하여, 투과된 γ선의 양을 검출기에 의하여 측정하여 뼈계측을 실시하는 포톤·압소프시오메트리, 그리고 피검뼈에 X선을 조사하여 얻어진 투과 X선의 양을 검출기로 측정하는 방법등이 알려져 있다. 또, X선 사진필름에서 뼈패턴을 측정하고, 그 측정 결과에서 뼈밀도 분포를 결정하고, 그 뼈의 밀도 분포에서 뼈평가를 실시하는 방법으로서 미국 특허 제4,721,112호 등도 공지되어 있다.

MD법은 골절의 진단 등을 위한 장치로서 널리 보급되어 있는 X선 카메라 장치를 사용하여 용이하게 얻어지는 X선 사진 필름을 사용하는 점에서 채택이 용이하고, 점차로 널리 보급되고 있다. 또한 포톤·압소프시오메트리에 관해서는 사용하는 γ을 발생하는 장치가 X선 카메라 장치에 비해 일반적으로 널리 보급되어 있지 못하다는 점에 난점이 있다.

그러나 종래의 MD법에 의한 뼈계측은 이하와 같이 손작업에 의존하는 부분이 많았다. 즉, 피검뼈에 X선을 조사하여 얻어진 X선 사진 필름을 사용하여 우선, 필름에 있어서의 뼈의 영상에 관한여, MD법에 의한 뼈계측에 필요한 기준 포인트를 수작업으로 정하고, 다시 그 기준 포인트를 사용하여, 소정의 방식에 의하여 뼈계측을 상세히 시행해야할 부위, 예를 들면, 제2중수골의 장축의 중간점에서의 횡단선상의 부위를 선정한다. 이어서, 그 선정된 부위에 대해서 마이크로데신트미터를 주사시키면서 그 부위에 빛을 조사하여 얻어진 투과광의 광도 또는 광량, 바람직하게는 광량을 측정하고, 그 주사된 부위에 대응한 광량 또는 흡광량의 선도를 소정의 차트지상에 기재한다. 또한, 피검뼈와 함께 X선 촬영된 알루미늄제의 계단상 표준 블록, 즉, 알루미늄, 스텝 웨지(또, 경사형상인 알루미늄 슬롭도 사용될 수 있다)의 X선 필름에 있어서의 영상의 종단선상에 마이크로데신트미터를 주사시켜서, 얻어진 투과광의 광량 또는 흡광량의 선도에 대해서도 차트지에 기재한다. 이렇게 하면 얻어진 차트지상에 있어서의 피검뼈에 관한 흡광량의 각각의 선도를 데이타이저를 사용하여 컴퓨터에 입력하고, 각 점에서의 피검뼈의 흡광량을 알루미늄·스텝·웨지의 계단의 대응단수로 변환한다. 이와같이 하여 변환되어 얻어진 그림을 사용하여, 대상부위에서의 뼈형태를 나타내는 여러 가지의 지표가 컴퓨터내에서 계산되고, 계산결과가 출력된다.

이와같이, 이제까지의 MD법에 의한 뼈계측에서는 X선 사진 필름의 뼈의 영상중에 있어서의 계측대상 부위의 선정을 사람의 손을 실시할 필요가 있음으로, 뼈계측이 번거롭고 신속성을 잃는 결점이 있었다. 또, 마이크로데신트미터에 의하여 얻어진 흡광량 선도를 사람의 손에 의하여 데이타이저를 주사하여 컴퓨터에 입력해줄 필요가 있어, 입력미스를 발생하지 않고 정확 및 신속한 뼈계측을 실시하는데 장해가 되고 있었다. 특히 피검건수가 많고, 계측해야할 X선 사진 필름의 매수가 많은 경우에는 많은 사람의 손 및 시간을 요하며, 신속성에 더하여 경제성의 면에도 문제가 있었다.

또한, X선 촬영조건 및 필름현상 처리조건의 변동에 의하여, 얻어진 X선 사진 필름에서의 피검뼈의 영상의 음영도가 크게 변화하기 쉽고, X선 사진 필름이 극단적으로 어둡다든가, 밝다든가하면, 계측이 불가능하기도 하고, 가령 계측이 가능했다해도, 커다란 측정 오차가 생기는 결점을 갖고 있다.

또, X선 촬영이 실시되는 장소와 얻어진 X선 사진 필름을 사용하여 뼈계측을 실시하는 경우 지리적으로 서로 멀리 떨어져 있기 때문에 X선 사진의 수송 때문에 신속한 뼈계측이 곤란한 결점이 있었다. 또한, X선 촬영의 실시장소에 뼈계측장치를 설치할 경우에는 각 장소의 뼈계측장치마다 뼈계측기능을 가하여 많은 뼈평가 기능을 구비시킬 필요가 있어 뼈계측자치의 성능, 규모상 가격이 높아져 경제적으로 불리하다. 더욱이 각 장치의 기능유지를 위한 보수관리에 많은 노력을 필요로하는 등의 문제가 있었다.

[발명의 개시]

따라서, 본 발명의 목적은 종래의 뼈계측에 수반하는 문제점을 해소함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 자동화되고 또한 측정 정밀도가 높은 뼈계측장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 피검뼈의 X선 사진 필름의 영상을 자동적으로 판독하는 판독 데이타에 의하여 뼈계측을 신속히 실시할 때에 적격한 보정을 실시할 수 있는 뼈계측 장치를 제공하는데 있다

본 발명의 또 다른 목적은 피검뼈의 X선 사진 필름의 영상을 자동적으로 판독하여 피검뼈의 영상에 관한 데이타를 얻는 과정에 있어서, 특정된 영상영역 만을 효율적으로 판독할 수 있도록 개선한 뼈계측장치를 제공하려고 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, X선 사진 필름에 촬영된 피검뼈의 영상에 빛을 조사하여 얻어진 피검뼈에 관한 데이타를 사용하여 뼈계측을 할 때에 X선 사진 필름에 대한 조사광을 필름 상태에 따라서 조절가능한 뼈계측장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 모걱은 X선 사진 필름에 피검뼈와 함께 알루미늄 스텝 웨지 등의 표준 블록을 촬영하여 얻은 피검뼈, 표준 블록의 양 형상에 광을 조사하여 얻은 양 영상뼈에 관한 데이타를 사용하여 뼈계측을 할 때에 발생하는 표준 블록을 정확하게 자동판독 가능케 한 뼈계측장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 피검뼈에 관한 데이타를 표시화상에 표시하고, 또한, 화사상에서 뼈계측의 기준위치를 나타내는 포인트 및 마크를 지정하고, 또한, 소거할 수도 있는 자동화된 뼈계측 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, X선 사진 필름의 피검뼈 등의 영상에서 효율적으로 판독한 영상에 관한 데이타에서, 뼈의 밀도에 의거하는 뼈계측을 종래보다 합리적으로 수행 가능한 뼈계측장치를 제공하려하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 복수의 뼈계측자치와 통신 라인에 의하여 결합되어 각 뼈계측장치에서 송출되는 뼈계측 데이타에서 피검뼈의 이력을 포함한 뼈평가를 실시하여 반송가능한 뼈평가 시스템을 제공하는 것이다

본 발명의 일 태양에 의하면, 소정의 표준물질과 함께 피검뼈에 X선을 조사함으로써 얻어진 X선 사진 필름에 조사된 빛의 투과광분을 사용하여 이 X선 사진 필름중의 피검뼈의 영상에 관한 데이타를 자동적으로 판독하기 위한 자동 영상 판독 유닛과, 상기 자동 영상 판독 유닛에 의하여 판독된 피검뼈의 영상에 관한 데이타를 기억하기 위한 영상 기억 유닛과, 그 영상 기억 유닛에 기억된 영상에 관한 데이타를 사용하여 피검뼈에 관한 뼈계측을 위한 연산처리를 실시하는 연산 유닛과, 상기 연산 유닛의 연산에 의하여 얻어진 뼈계측 결과의 출력 데이타를 출력하기 위한 뼈계측 출력 유닛을 조합하여 구비한 뼈계측 장치를 제공하는 것이다.

바람직하게는 상기 뼈계측 장치는 도한 상기 자동 영상 판독 수단에 의하여 판독된 피검뼈의 영상에 관한 데이타로부터 이 피검뼈의 영상을 화상으로 표시하기 위한 화상표시 수단과, 그 화상표시 수단에 표시된 피검뼈의 화상에 있어서 뼈계측에 필요한 기준 위치를 포인트 입력으로 하여 지정하기 위한 포인트 입력 수단을 구비하는 것이다.

본 발명의 또 다른 태양에 의하면, 피검뼈의 뼈형태를 계측하기 위한 뼈계측 장치와, 이 뼈계측 장치에서 얻어진 뼈형태의 계측결과를 출력 데이타로서 송출하는 송신 유닛과, 이 송신 유닛에서 송출되어온 이 뼈형태의 계측결과의 출력 데이타 기억 보전하여 놓고, 이에 대응하는 과거의 뼈형태 계측결과 및 필요에 다라서 다른 기억 데이타를 사용하여 이 피검뼈의 평가를 실시하기 위한 뼈평가 유닛과, 상기 뼈평가 유닛에 의하여 얻어진 평가결과의 출력 데이타를 이 뼈계측장치에 반송하기 위한 반신 유닛을 구비하여 구성된 뼈평가 시스템이 제공된다.

본 발명의 또 다른 태양에 의하면, 두께가 변화하고 있는 소정의 표준물질과 함게 촬영된 이 피검뼈의 X선 사진 필름에 광을 조사하여 얻어지는 투과광량을 사용하여 피검뼈의 계측을 실시하는 방법에 있어서, 상기 표준물질에 대하여 그 투과광량이 소정의 조건을 만족시키는 영역을 구하고, 이 영역에 있어서의 이 표준 물질에 관한 투과광량의 범위내에 계측대상 부분에 관한 투과광량의 범위가 들어 있는지의 여부의 제1의 판정을 하고, 또한 이 계측대산 부분의 투과광량과 대응하는 이 표준물질의 투과광량이 소정의 분해능을 만족시키고 있는지의 여부의 제2의 판정을 하고, 그 판정 결과에 의거하여 이 X선 사진 필름에 조사하는 광량을 조절하는 뼈계측 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 태양에 의하면, 피검뼈에 방사선을 조사함으로써 얻어지는 투과 방사선상에 의거하는 영상을 넣기 위한 영상 입력 과정과, 넣어진 영상에 있어서의 피검부 주변의 복수의 상이한 실질상 평행한 계측 라인을 따라서 이 피검뼈의 농도 패턴을 얻고, 각각 대응하는 위치에서 이 복수개의 농도 패턴을 평활화함으로써 제1 평활화 패턴을 얻는 과정과, 평활화된 농도 패턴을 표준물질의 두께로 변화시켜 변환패턴을 얻기 위한 변환과정과, 상기 변환패턴에 사용하여 피검뼈의 계측을 위한 연산을 하는 연산 과정을 구비하여 구성된 뼈계측 방법이 제공된다.

또한, 상기 뼈계측 방법은, 필요에 따라 계측 라인을 따라서 근방의 복수점에서의 값을 평활화함으로서 제2의 평활화 패턴을 얻는 과정을 구비해도 좋다.

본 발명의 또 다른 태양에 의하면, 두께가 변화되어 있는 소정의 표준 물질과 함께 촬영된 이 피검뼈의 X선 사진 필름에 빛을 조사하여 얻어지는 투과광량으 사용하여 피검뼈의 계측을 실시하는 방법에 있어서, 상기 X선 사진 필름에 있어서의 이 표준물질의 두꺼운쪽의 단부 주변의 영상을 사전에 정해진 낮은 광량 L₀의 빛을 조사하여 그 투과광량을 측정함으로써, 이 필름에 있어서의 이 표준물질의 두꺼운 쪽의 단부를 검출하고, 이어서 광량 L₀보다도 높은 소정의 광량 L의 빛을 조사하면서 이 물질에 관한 영상에 관한 투과광량과 이 단부에서의 거리와의 관계를 측정함으로써, 이 표준물질의 두께와 계조(階調)와의 관계를 구하도록 한 뼈계측 방법이 제공된다.

[도면의 간단한 설명]

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 이점은 이하에 첨부도면에 관련하여 설명하는 실시예의 기재에서 다시 분명하게 되지만, 동 첨부 도면에 있어서,

제1도는 본 발명의 실시예에 의한 X선 사진 필름을 사용하는 뼈계측 장치의 외관을 나타내는 사시도.

제2도는 본 발명의 뼈계측 장치 및 뼈평가 시스템에 사용되는 X선 사진 필름을 얻기 위한 X선 촬영시의 피사체, 즉, 피검뼈 및 표준 블록인 알루미늄 스텝 웨지의 배치를 예시하는 평면도.

제3도는 제1도에 나타내는 뼈계측 장치의 내부에 설치되는 뼈계측 데이타 처리부를 포함시킨 기능 구성을 나타내는 블록도.

제4도는 제1도에 나타낸 뼈계측 장치의 화상표시 수단에 피검뼈에 관한 화상이 표시된 상태를 나타내는 평면도.

제5도는 본 발명에 의한 뼈계측에 있어서 실행되는 연산처리를 모식적으로 예시한 그래프.

제6도는 포커스용 렌즈의 일례인 막대형상 렌즈의 구조를 도시한 사시도.

제7a도 및 7b도는 띠형상 검지 장치가 검출 결과에 보정을 실시하는 경우의 효과를 설명하는 그래프도.

제8도는 방사선상 발생장치를 사용하여 뼈계측을 실시하는 실시예의 구성을 나타낸 블록도,

제9도는 제4도와 동일하게 화상표시 수단의 화면에 표시된 피검뼈에 관한 화상의 평면도.

제10도는 제5도의 패턴을 상하 반대로하여 나타낸 그래프도.

제11도는 제10도의 패턴의 좌단부를 확대도시한 그래프도.

제12도는 본 발명에 의한 패턴 평활화처리, 피크검출처리, 베이스라인 검출처리 등의 플로차트.

제13도는 기준 포인트 및 기준선의 마크의 기입과 소거를 동일 수단으로 실시하는 실시예에 있어서, 제4도의 마크(82)를 반전하여 표시 화면에 확대 도시한 상태를 나타내고 있는 평면도.

제14도는 X선 사진 필름의 피검뼈 및 알루미늄 기준 블록의 영상을 자동판독하는 경우의 조사광량의 보정을 마이크로 프로세서로 행하는 과정을 나타내는 플로차트.

제15도는 X선 사진 필름의 피검뼈 기준 블록의 판독을 실시할 때의 판독 영역의 설정의 일례를 나타내는 평면도.

제16도는 X선 사진 필름의 주행수단과, 영상의 조사광 발생장치 및 투과광량 검지장치를 모식적으로 도시한 약시기구도.

제17도는 사진 필름의 영상에 관한 대강판독을 실시하는 경우의 표시화면에 있어서의 피검뼈와 표준 알루미늄 스텝 웨지의 양자의 영상을 모식적으로 도시한 평면도.

제18도는 제17도의 표시 화상에 있어서, 영역지정 수단에 의하여 좁은 영역이 지정된 상태를 모식적으로 예시한 평면도.

제19도는 표준 블록인 알루미늄 스텝 웨지의 단부 검출을 실시하는 경우에 사용하는 X선 사진 필름의 피검뼈와 알루미늄 스텝 웨지와의 영상을 모식적으로 나타낸 평면도.

제20a도 및 제20b도는 알루미늄 스텝 웨지의 영상에 관하여 단부 검출을 실시할 때의 여러 가지의 관계 패턴을 모식적으로 예시한 그래프도.

제21도는 본 발명에 의한 뼈평가 시스템의 일실시예로서 X선 사진 필름을 사용하는 뼈계측 장치와 뼈평가 장치와를 결합한 시스템을 나타내는 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : X선 사진건판 11 : 알루미늄·스텝·웨지

11′: 알루미늄 계단 영상 12 : 오른손

13 : 왼손 14 : 제2중수골

20 : 뼈계측장치 21 : 케이스

22 : X선 사진필름 22a : 피검뼈의 영상

23 : 표시부 24 : 포인트 입력부

25 : 출력유닛 26 : 입력유닛

27 : 포인트 28 : 삽입부

31 : 자동판독부 32 : 뼈계측 데이타 처리부

41 : 띠형상 광발생 장치 42 : 띠형상 검지장치

43 : 포커스용 렌즈수단 43a : 막대형 렌즈

43b : 케이스 44a, 44b, 44c, 44d : 롤러

45 : 광원제어회로 46 : CCD 드라이버 회로

47 : DSP 48 : REF 메모리

49 : A/D 변환기 51 : 구동모터

55 : 이미지 출력부 56 : 이미지 메모리

57 : PIO 58 : 버스선

60 : 마이크로 프로세서 MPU 61 : ROM

62 : RAM 63 : 키보드 인터페이스

64 : 표시제어부 65 : 프린터 인터페이스

66 : 인터페이스 SIO 67 : 모뎀(MODEM)

81 : 제2중수골 82 내지 84 : 기준포인트

85, 86 : 피크 87 : 곡부(谷部)

90 : 투과 방사선상 발생장치 91 : 방사선원

92 : 가동테이블 93 : 피검체

94 : 방사선 검지기 95 : 스캐너 콘트롤러

96 : A/D 변환기 99 : 변곡점

100, 101 : 연부조직라인 102, 103 : 접선

104, 105 : 교점 110, 111 : 피검뼈의 영상

112 : 피판독화상영역 210, 211 : 오른손, 왼손의 조판독화상

211′: 알루미늄·스텝·웨지에 관한 조판독화상

212, 213 : 영역 214 : 화상

311′: 알루미늄·스텝·웨지의 영상 310, 311 : 오른손, 왼손의 영상

350 : 통신수단 351 : 뼈평가장치

352 ; 평가수단 353, 354 : 기억수단

[발명을 실시하기 위한 최량의 태양]

우선, 본 발명의 뼈계측에 있어서는 피검뼈에 γ선 또는 X선 등의 방사선을 방사함으로써 얻어지는 투과 방사선상에 의거하는 영상 또는 표준 블록과 함께 X선 촬영된 피검뼈의 X선 사진 필름의 영상을 사용하지만, X선 사진 필름의 영상은 주로 피검뼈에 관한 필름상의 흑화도 및 형상을 말하는 것이다. 표준블록으로서는 통상은 알루미늄 스텝 웨지가 사용되지만 슬롭 형상의 알루미늄 봉재 또는 블록(알루미늄 슬롭이라고 일러짐)이어도 좋다. 피검뼈로서는 어느 정도 선명한 음영도를 가진 X선 사진 필름이 얻어지는 것이면 좋고, 통상은 연부조직의 층이 얇고 평균화되어 있는 부분이 바람직하며 구체적으로는 수골(손뼈) 및 상완골, 요골, 척골, 대퇴골, 경골, 비골 등의 장골 등을 들 수 있고, 개중에서도 제2중수골이 실용상 적절하다. 기타, 해면골로도 좋고, 예로서는 종골(踪骨), 척추, 장골의 골단부 등을 들 수 있지만, 개중에서도 종골이 실용상으로 적절하다.

제2도는 피검뼈로서는 수골을 사용하고, 알루미늄 스텝 웨지와 함께 X선 카메라로 촬영할 경우에 어떻게 수골과 알루미늄 스텝 웨지를 촬영면에 배치하는 가를 나타내고 있다. 또한, 오른손(12)과 왼손(13)이 알루미늄 스텝 웨지(11)와 함께 X선 사진용 건판(10)위에 얹어지고, 오른손(12)의 제2중수골(1)이 약시되어 있다.

그런데, 제1도를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 X선 사진 필름을 사용하는 뼈계측 장치(20)는 상기 장치의 외각을 형성하는 상자모양의 케이스(1)를 구비하고, 상기 케이스(21)의 상면에 피검뼈의 영상(22a)(기준 블록의 영상은 생략)을 가진 X선 사진 필름(22)의 삽입부(28)가 설치되어 있다. 뼈계측장치(20)는 또 케이스(21)의 전면부에 X선 사진 필름의 영상에 관한여 기억된 화상을 표시하는 표시부(23)와, 상기 표시부(23)의 표시화면에 있어서, 기준위치를 나타내는 포인트(27)를 입력하기 위하여 표시화면중의 커서(cursor)(도시생략)를 이동하여 위치 결정을 하는, 예를 들면 단추 스위치 수단을 가진 포인트 입력부(24)와, 뼈계측결과를 예를 들면 프린트지에 인쇄하여 출력하는 출력유닛(25)과, 조작 개시 및 여러 가지의 조작을 제어하기 위한 입력을 실시하기 위하여 설치된, 예를 들면 키보드를 갖춘 입력유닛(26) 등을 구비하고 있다.

여기에서 제3도는 참조하면, 제1도에 도시한 뼈계측장치(20)는 상술한 모든 유닛을 포함한 뼈계측을 실시하기 위한 여러 가지의 기능부를 갖추고 있다. 즉, 뼈계측장치(20)는 자동판독부(31)와, 판독부(31)가 판독한 영상의 기억 및 뼈계측을 위한 연산 등을 하는 뼈계측 데이타 처리부(32)를 구비하고 있다.

X선 사진 필름(22)은 피검뼈(오른손)의 뼈의 영상(22a)를 갖고 있으며, 자동판독부(31)는 이 X선 사진 필름(22)에 빛을 조사하는 광발생장치(41)과, 그 광발생수단(41)에서의 빛이 X선 사진필름(22)을 투과한 투과광의 광량분을 포커스용 렌즈수단(43)을 통해서 검지하기 위한 검지장치(42)와, X선 사진필름(22)을 끼워 자동적으로 일정한 주행방향 F로 주행시키기 위한 후술의 자동주행 수단을 구비하여 구성되어 있다.

광발생장치(41)는 스포트상의 광을 발생하는 점광원으로도 좋지만, 그때는 통상 점광원을 X선 사진 필름(22)의 면을 따라서 스캐닝시키는 스캐닝 장치를 필요로하기 때문에 소형화 및 간단한 구조의 견지에서 띠형상의 광원으로 하는 것이 바람직하고, 구체적인 예로서는 띠형상의 LED(Light Emitting Diode) 및 고주파점등봉(棒) 형상 형광등, 직류점등봉형상 램프, 광파이버의 단면을 디형상으로 늘어놓고 하나의 단위로 하여 반대단면에서 램프를 조사하도록 한 띠형상광원 등을 들 수 있다.상기 띠형상 LED등으로 이루어진 광발생장치(41)는 X선 필름(22)의 폭방향으로 연장설치되며, 또한, 광원제어회로(45)에 의하여 점등작동 및 광원의 광량이 제어된다. 예를들면, 띠형상의 LED광원이 사용될 때는 LED의 점등시간을 바꿈으로서 광량이 제어된다.

또, 투과광분의 검지장치(42)는 투과광을 검지할 수 있고 영상(22a) 등의 자동판독이 가능하면 여하한 것이라도 좋지만, 상기 띠형상 광원으로 이루어진 광발생장치(41)를 사용하는 경우에는 대응하여 띠형상 광센서, 예를들면, CCD(Charge Coupled Device)에 의하여 형성된 띠형상 배열의 밀착 이미지 센서가 실용상 바람직하다. 상기 CCD에 의한 띠형상 이미지 센서는 종래의 MD법에 있어서의 마이크로데신트미터에 의한 X선 사진 농도측정과 동등 이상의 공간분해능, 즉, MTF(Modulation Transfer Function)가 40%이고, 1.7 1.9개/㎜를 달성하기 위하여, 65㎛ 피치 × 4096 소자를 갖는 CCD로 이루어진 띠형상 이미지 센서를 필름 이동방향(F)에 대해서 대략 직각으로 늘어놓고, X선 사진필름(22)의 윗면 또는 아래면에서 띠형상 광원(LED광원)(41)에 의하여 필름을 조사하고, 포커스용 렌즈(43)로 집광하여 X선 사진필름(22)의 농도에 따라서 투과광량의 신호를 얻도록함과 동시에 후술하는 바와같이, 구동모터(51)를 스텝모터로 형성하여 X선 사진필름(22)을 65㎛피치로 축소 이동시키도록 하면 좋다. 또, 띠형상 검지장치(42)를 형성하는 CCD는 입사광량(=필름의 농담에 따른 투과광량)에 비례한 아날로그 전압신호를 출력하도록 형성함이 바람직하다. 또한, 투과광을 검지장치(42)로 합초(合焦)하는 포커스용 렌즈수단(43)으로서는 짧은 광파이버를 다수개 집속하고, 수지등으로 접착고정하고, 파이버의 축방향으로 직각의 단면형상을 띠형상으로 형성하여 굴절률 분포형 렌즈를 약 250개씩 두줄로 배열하여 케이스(43b)내에 수납하여 형성한 제6도에 약시하는 바와 같은 막대형 렌즈(43a)가 적합하다. 검지장치(42)가 CCD로 구성되는 경우에는 검지장치(42)는 CCD에 축적된 데이타를 소정의 타이밍으로 꺼낼수 있도록 제어하는 기능을 가진 CCD 드라이버회로(46)에 의하여 검지작용을 제어한다. 또한, 띠형상 광원(41), 띠형상 검지장치(42), 막대형렌즈(43a)로 이루어진 포커스용 렌즈(43)에는 어느것이나 틈의 특성의 불균형이 X선 필름(22)의 폭방향에 있기 때문에, 이들의 보정수단으로서 후술하는 DSP(Digital Signal Processor)(47), REF메모리(Reference Data memory)(48), A/D변환기(Analogue to Digital Converter)(49) 등을 구비하고 있다. 여기에서 A/D변환기(49)의 분해능은 마이크로데신트미터와 동등 또는 그 이상의 정도가 되도록 8bit(=256) 이상으로 함이 바람직하다. 이들 수단을 설치하여 놓음으로써 경사변화(띠형상 광발생장치(41)의 열화, 막대형 렌즈(43a)의 오염, 띠형상 검지장치(42)의 감도변화)를 자동적으로 보정함이 가능하다.

X선 사진필름(22)의 자동 주행 수단은 한쌍의 필름 피드롤러(44a, 44b)와, 이 필름 피드롤러(44a, 44b) 중 한쪽의 구동축 롤러, 예를 들면, 롤러 44b를 회전구동하는 구동모터(51)와, 모터구동 제어회로(52)를 구비하여 구성된다. X선 사진필름(22)의 주행은 연속주행, 간헐주행의 어느 주행방식으로도 좋고, 그러므로 구동모터(51)는 스텝모터, 직류구동모터, 교류구동모터 등의 어느 모터라도 좋다. 또한 띠형상 검지장치(42)에 의하여 투과광분의 검지가 실시되기 위해서는, 띠형상 검지장치(42)의 배치방향과 직각방향(F)으로 X선 사진필름(22)를 주행시킴이 바람직하다. 예를들면, 띠형상의 CCD로 이루어진 검지장치(42)의 경우에는, 보다 정확한 검지를 가능케하기 위하여, 검지장치(42)와 직각방향으로 65 내지 100㎛정도의 미소 피치로 간헐적으로 필름의 피드를 실시함이 바람직하며, 그와같이 미소이동을 시킬 수 있는 스텝 모터가 펄스제어에 의한 작동제어를 간단히 실시할 수 있는 면에서 바람직하다.

또, 필름의 이동중에는 광발생장치(41)를 점등시키지 않고, 필름이 정지된 상태에 있을 때에 한하여 광발생장치(41)를 점등하도록 광원의 점멸과 자동주행수단의 작용을 연동시키는 제어를 실시하여 검지 정미로와 주행속도를 높이는 것도 가능하고, 예를 들면, 광원제어회로(45)와 모터구동 제어회로(52)를 협동시킴으로서 실현될 수 있다. 광원제어회로(45)는 X선 사진 필름의 농담레벨에 맞추어 광발생장치(41)의 발생광량을 조절제어할 수도 있다. 즉, X선 사진필름(22)의 명암의 콘트러스트가 나쁘고, 명암의 차가 변화율의 낮은 신호가 되어 검지되어 버리는 따위의 필름을 측정할 때에는 그대로는 충분한 측정감도가 얻을 수 없다. 그래서, X선 사진 필름에 있어서의 영상의 투과광량에 대응하는 알루미늄 스텝 웨지(11)(제2도 참조)의 각 스텝의 투과광량이 소정의 조건을 만족하도록 광원제어회로(45)를 사용하여 광량을 조절하고 판독을 실시한다.

또, X선 사진필름(22)의 피검뼈의 영상(22a)의 계측대상 부위를 포함하는 좁은 영역을 자동적으로 툭정하고, 그 영역에 있어서의 영상에 대해서만 판독을 실시하도록 제어할 수도 있다.

그런데 상기의 자동판독부(31)에 있어서의 DSP(47), REF메모리(48), A/D변환기(49)로 이루어진 상기 보정수단은 이하와 같이 작동한다. 즉 X선 사진필름(22)의 영상(22A)의 판독 개시전마다. X선 필름(22)이 없는 상태에서 띠형상 광발생장치(41)에서 직접 포커스용 렌즈(43), 즉, 막대형 렌즈(43a)를 거쳐서 띠형상 검지장치(42)에 빛을 공급하고, 이 띠형상 검지장치(42)에 아날로그 출력이 포화되지 않는 범위에서 각 장소에서의 최대치가 풀스케일의 대략 최대치 가까이되도록 광발생장치(41)의 광량을 조절하고, 그 상태에서 검지장치(42)가 검지하는 광량의 검지패턴을 AD변환기(49)에 의하여 변환한 값으로 띠형상 검지장치(41)의 길이방향의 부위마다 REF데이타로서 REF메모리(48)에 기억된다. 이어서 X선 사진필름(22)에 빛을 투과시켜서 투과광의 광량을 검지장치(41)로 검지된 검지패턴(그 띠형상검지장치(41)의 부위마다의 값을 MES데이타라고함)을 다음식(1)에 따라서 각 부위마다에 대해서 DSP(47)로 보정처리하고, 보정후의 값을 X선 사진필름의 영상 판독 데이타로서 DSP(47)에서 출력한다.

제7a도 및 제7b도는 상술한 보정효과를 실험적으로 확인한 경우의 그래프이고, 전자의 그래프는 X선 사진 필름을 통하지 않고 검지장치(42)로 검출한 검출광량을 검지장치(42)의 단부에서의 거리 L에 따라서 나타내고, 후자의 그래프는 보정처리를 실시한 경우에 대략 검지광량이 직선화한 것을 도시하고 있다. 즉 광량의 불균형이 보정되어 있는 것을 알 수 있다.

또 이러한 보정처리는 이미 기술한 바와같이, X선 사진필름(22)을 간헐적으로 미소거리만 주행시켜서 투과광을 검지할 때마다 실시하는 것이 보정을 위한 특별한 시간을 요하지 않음으로 능률적이다.

또, 측정해야할 X선 사진필름의 부위가 후술하는 데이타 처리부(32)에 있어서, 사전에 설정되어 있을 때에는 이 부위 이외는 필름을 빨리 보내고, 측정해야할 X선 사진의 부위(MD법의 제2증수골과 알루미늄 스텝 웨지)의 농도의 측정 데이타만을 디지탈화하여 기억함으로서 전체의 처리시간의 단축을 도모할 수도 있다.

상술한 것과 같이하여 자동판독부(31)에 의하여 판독된 피검뼈의 영상에 관한 투과광량의 데이타는 A/D변환기(49)에 의하여 디지탈 신호로 변환되고, 그 영상의 위치에 대응한 데이타 군으로서 DSP(47)로 보정 연산되어 송출된다. 물론 이러한 데이타군이 변환전의 피검뼈의 영상과 알루미늄 스텝 웨지의 영상의 각각에 관한 것이라도 좋다.

다음에 뼈계측 데이타 처리부(32)의 구성과 작용을 설명한다.

상술한 자동판독부(31)에 의하여 판독된 피검뼈 등의 영상에 관한 데이타군은 뼈계측 데이타 처리부(32)에 있어서, 기억, 연산 등의 처리가 실시된다.

이 뼈계측 데이타 처리부(32)는 이미지 입출력부(55)를 통해서 상기 데이타군을 기억하는 이미지 메모리(56), 자동판독부(31)와의 사이를 접속하는 인터페이스 수단을 형성하는 PIO(57), 마이크로프로세서(MPU 또는 CPU)(60), 버스선(58)을 통해서 상기 마이크로프로세서(60)에 접속된 ROM(61) 및 RAM(62), 키보드(26)과 버스선(58)과의 사이에 개재된 인터페이스 수단으로서의 키보드 인터페이스(KB I/F)(63), 화상표시 수단을 형성하는 CRT(23)와 그 표시제어기(CRTC)(64), 출력수단을 형성하는 프린터(25)와 그 인터페이스 수단(PR I/F)(65), 필요에 따라서 후술하는 뼈평가 시스템과의 통신작용을 실시하기 위하여 설치되는 RS-232 C66 및 MODEM(67) 등을 구비하여 구성되어 있다.

또한 제2중수골을 뼈계측의 대상으로한 경우에는 실험적으로 화상크기가 X선 사진상의 142㎜×57㎜인 크기로 특정될 수 있으므로 이를 위한 이미지 메모리(56)는 1.9MB이고, 알루미늄 스텝 웨지에 관한여 필요한 기억용량은 0.1MB이므로 양자를 합한 이미지 메모리(56)의 기억용량은 2MB정도가 좋다. 그리고, 마이크로프로세서(60)를 시판되는 16비트 마이크로프로세서로 형성하면, 마이크로프로세서로 직접 어드레스 가능하게 된다.

다음에 이 뼈계측 데이타 처리부(32)의 작용을 설명한다. 상술한 자동판독부(31)에 의하여 판독된 X선 사진필름(22)의 영상에 관한 데이타군은 이미지 입출력부(55)를 통해서 이미지 메모리(56)에 기억된다. 기억된 상기 데이타는 버스선(58) 및 표시제어기(64)를 통해서 표시화면을 가진 CRT(23)에 의하여 제4도의 도시와 같은 양호하게 확대된 피검뼈의 화상으로서 표시된다.

여기에서, 제4도를 참조하면 CRT화면(23a)에 제2중수골(81)의 화상이 표시되어 있는 상태를 나타내고, 뼈계측에 필요한 기준 포인트 3점(82, 83, 84)은, 화상표시수단인 상기 CRT(23)(예를들면 64도트×400라인의 7인치 CRT)와 포인트 입력수단(24)(제1도 참조)에 의하여 제2중수골의 화상(81)의 측정부위를 특정하기 위하여 화면내에서 커서를 이동시켜, 골두(骨頭), 골단(骨端)을 지시하고 있는 것이다.

포인트 입력수단(24)은 이미 기술한 바와같이, 화면상의 위치를 지정하기 위한 신호입력을 인가하는 수단이므로 커서위치표시, 지시제어수단 및 라이트펜식 내지 터치패널식 입력수단, 단추스위치식 입력수단, 마우스식 입력수단 등에 의하여 형성되어 버스선(58)에 접속되어 있다.

그런데, 뼈계측을 위한 연산은 포인트 입력수단(24)에 의하여 입력된 기준 포인트를 위치기준으로 하여 이미지 메모리(56)에 기억된 피검뼈의 영상(22a)에 있어서의 계측해야할 소정의 위치를 결정하고, 이러한 소정위치에서의 피검뼈에 영상에 관한 기억된 데이타군을 판독하고, 후술하는 뼈계측의 연산을 실행하는 것으로 ROM(61)에 입력된 연산 프로그램에 따라서 마이크로프로세서(60)에 의하여 연산이 수행되고, 연산과정에 있어서의 데이타의 일시 기억은 RAM(62)에 의하여 수행된다.

뼈계측의 구체적인 실례로서는 제5도에 나타내는 바와같은 연산 프로세스가 있다. 그 이외에도 주지의 MD법을 응용한 뼈계측의 여러 가지 수법(예를 들면, 특개소 59-8935호 공보, 특개소 59-49743호 공보, 특개소 60-83646호 공보, 특개소 61-109557호 공보, 특개소 62-183748호 공보 등을 참조)과 동일한 연산도 적용된다. 또한 이미지 메모리(56)에 변환전의 피검뼈의 영상과 표준블록(알루미늄 스텝 웨지)의 영상의 양자가 기억되어 있는 경우에는 상기 연산수단(60, 61, 62)에 의하여 피검뼈의 영사을 표준 블록의 두께로 변환하도록 해도 좋다.

여기에서, 제5도를 참조하면 제5도는 제4도에 도시와 같은 제2중수골 화상(81)의 장축 중간점의 횡단선상에서의 기억 데이타를 패턴으로서 표시한 것이다. 즉 D가 뼈폭을 나타내고, 사선부에서 나타내지는 부분에 의하여 뼈밀도분포가 표현되는 것이다. d₁, d₂가 각각 골피질폭을 나타내고, d가 골수폭을 나타낸다. GSmin은 피크(85) 및 피크(86)의 곡부(谷部)(87)의 최소치에 해당하고, [골피질+골수질]의 밀도의 지표를 나타내는 것이고, GSmax 1, GSmax 2는 각각 피크부의 최대치에 해당한다. ∑GS는 폭 D에 관해서의 사선부의 전면적에 해당하는 것이다 ([골대사] 제4권, 319 325면, (1981년)참조). 즉, 상기 연산수단(60 내지 62)이 기억 데이타에 의거하여 D, d₁, d₂, d, GSmin, GSmax 1, GSmax 2, ∑GS 등을 계측하는 연산을 실행하는 것이고, 골두(82)와 골단(83, 84)의 2점의 등분선을 계산하고, 교점검출을 행하고, 이것을 사용하여 상기 연산을 실시하는 것이다. 다음에 연산수단(60 내지 62)은 제5도에 예시한 연산에 의하여 얻어진 상기 각종 데이타에 뼈계측 결과로서, 예를들면, 골피질 폭지수(MCI=(d1+d2)/2), 골수폭(d), [골피질+골수질]의 골염량을 나타내는 지표(GSmin), 골피질부분만의 골염량을 나타내는 지표(GSmax=(GSmax 1+GSmax 2)/2), 뼈폭당의 평균 골염량을 나타내는 지표(∑GS/D) 등을 연산한다. 연산결과는 프린터 인터페이스(65)를 통해서 프린터(25)에 의하여 출력해도 좋고, 또는 RAM(62)와 동일한 또다른 메모리 수단을 설치하여 기억, 보관하여도 좋다.

또한 출력수단으로서의 프린터(25)는 일례를 나타내는 것이고, 하드카피에는 주지의 도트식 잉크프린터, 열프린터, 레이저프린터, 비디오프린터에서 구성하면 좋고, 기타 CRT화면, 특히 뼈밀도 분포를 컬러표시하여 얻을 수 있는 수단이 실용상 바람직하다.

상술한 예에서는 화상의 장축에 있어서의 중간점의 횡단선상에서의 기억 데이타만으로 부터 계측을 실시했지만 중간점을 포함하는 횡단선을 중심으로 하여 이에 평행한 주변의 횡단선상에서의 기억 데이타로부터 계측하고, 그 평균치를 취해도 좋다. 연산수단 60 내지 62에 있어서의 또 다른 예로서는 미국 특허 제4,721,112호 공보에 개시된 장골의 각 부위에 대한 뼈계측을 실시하고, 얻어진, 계측결과에서 장골의 뼈밀도 분포를 얻어도 좋다.

상술한 실시예에 의한 뼈계측장치에 의하면, X선 사진필름을 사용한 뼈계측을 거의 사람의 손에 의한 조작에 의하지 않고 자동화된 사태에서 고능률적으로 실시할 수가 있다. 특히 띠형상 발광장치와 띠형상 검지장치를 사용하여 X선 사진필름에의 조사와 투과광량의 검지를 실시하는 자동판독 수단을 갖춤으로써 뼈계측의 고능률화는 현저하다, 또 조사광의 광원인 발광장치의 발광량을 조절가능케 하였음으로, X선 사진필름의 농담레벨의 불균형에 의한 영향을 적게하여 정밀도가 좋게 뼈계측의 실시가 가능하게 되는 이점을 얻을 수 있다.

제8도에 상술한 제1도 및 제3도의 실시예에 있어서의 X선 사진필름(22)의 이용에 대신하여 피검뼈에 방사선을 조사함으로서 얻어지는 투과방사선상에 의거하는 영상을 사용하여 뼈계측을 수행하는 실시예를 나타낸 블록도이다.

제8도에 나타내는 실시예를 참조하면, 투과방사선상 발생장치(90)는 예를 들면, γ선 등의 방사선을 소정방향으로 향해서 방사하는 방사선원(91)과, 이 방사선원(91)에서 방사되는 방사선에 의하여 조사되는 피검체(93), 예를들면, 사람의 손이 놓이는 가동 테이블(92), 피검체(93)을 투과한 방사선량을 검지하는 방사선 검지기(94)와, 상기 가동테이블(92)를 소정의 방향으로 이동시키고, 피검체(93)의 전체가 방사선으로 주사되도록 테이블 동작을 제어하는 스캐너 콘트롤러(95)와, 상술한 실시예의 A/D변환기(49)와 마찬가지로 방사선 검지기(94)에서의 아날로그 검지신호를 대응하는 디지탈 검지신호로 변환하여 송출하는 A/D변환기(96)를 구비하여 구성되어 있다. 이와같이 구성한 투과 방사선상 발생장치(90)에 의하면 피검체(93)의 투과 방사선상에 관한 디지탈 데이타가 상기 A/D변환기(96)에서 송출된다. 그리고, 이와같이 송출된 디지탈 데이타에 의거하여 뼈계측의 기억, 연산을 실시하는 뼈계측 데이타 처리부는 상술한 실시예의 처리부가 그대로 적용가능하다. 따라서, 제8도에 나타내진 뼈계측 데이타 처리부와 그 내부 구성 요소는 제3도와 동일한 참조번호로 나타나 있다.

상술한 본 발명의 뼈계측 장치의 실시예를 기본으로하여 다시 걔량된 뼈계측 장치에 관하여, 이하에 순차적으로 상술한다.

우선, 피검뼈의 영상에 관한 농도 패턴의 평활화와 표준 블록의 두께에의 변환을 조합하여 좋은 정밀도로 뼈계측을 실시하는 장치의 실시예에 관하여 기재한다.

그런데, 본 발명자들은 신속하고 정밀도 좋게 뼈계측을 실시하기 위하여 깊은 주의를 가지고 연구한 결과, 입력된 영상에 있어서, 뼈계측을 실시하려고하는 스캐닝라인의 방향과 직각방향에서의 평활화 또는 필요하면 스캐닝라인의 방향에서의 평활화의 양쪽을 조합하는 것이 유효함을 알아냈다.

이하에, X선 사진필름의 영상을 사용하여 뼈계측의 실시예에 관해서 제2도, 제3도, 제5도를 다시 참조함과 동시에 제9도에서 제11도를 참조하여 설명한다.

X선 사진 필름에 있어서의 피검뼈의 영상에서의 투과광량에 관한 디지탈 신호를 필름면에서의 위치와 대응시킨 데이타 군으로, 이미 기술한 바와 같이, 뼈계측 데이타처리(32)의 이미지 메모리(56)에 기억된다.

본 실시예의 뼈계측 방법은 피검뼈의 영상에 관하여 피검부 주변의 복수의 상이한 실질상 평행한 계측라인을 따른 농도 패턴을 얻어 각각 대응하는 위치에서 이들의 농도패턴의 값을 평활화함으로써 제1평활화 패턴을 얻는 것이고, 또 뼈계측장치는 그를 위한 평활화수단을 갖는 것이다. 또한 농도 패턴이란 판독된 영상에 있어서 각 계측라인을 따라서 각 점에서의 투과광량 및 투과방사선량을 그대로 또는 디지탈 변환된 상태에서 나타내진 것을 말한다. 평활화란 상가(相加) 평균, 중량을 고려한 평균 등을 의미한다.

이러한 제1평활화의 구체예로서는 제9도에 나타내는 바와같은 것을 들 수 있다. 즉 동도는 판독된 화상을 표시하기 위한 화상표시수단(CRT 12)의 화면(23a)에 있어서의 화상을 예시한 것이다.

제9도는 제4도와 동일하게, CRT(23)의 화면(23a)에 제2중수골(81)을 표시한 상태에서 포인트입력수단(24)에 의하여 입력된 기준 포인트(82 내지 84)가 표시되어 있다.

본 발명에 있어서의 제1평활화 패턴은 예를들면 제3도에 있어서의 기준 포인트(82, 83, 84)에서 제2중수골의 중간위치를 피검부로 하는 경우에 피검부를 중심으로하여 폭을 예를들면 0.1㎜ 이내의 극히 근방에서 65㎛씩 이격되어 복수의 스캐닝라인(98)을 다른 각각의 투과광량 패턴에 대해서 각각 대응하는 복수개의 투과광량을 적당한 중량을 만들어서 상가 평균 등의 평활화 처리를 함으로써 구할 수가 있다. 이러한 평활화 처리를 실시함으로써, 공간분해능을 저하시키지 않고 투과광 패턴에 관한 랜덤 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있다.

이러한 평활화에 사용하는 스캐닝라인(98)의 개수의 선정은 예를들면 이하와 같이 해도 좋다. 즉 65㎛ 정도의 분해능을 갖는 자동판독 수단에서는 X선의 산란 및 X선 필름의 입자 얼룩 등으로, 투과광량에 대해서 알루미늄 스텝 웨지의 1스텝차(1㎜)의 1/4 내지 1/5정도, 즉 0.2 내지 0.25㎜ 정도의 랜덤 노이즈가 있다. 여기에서 랜덤 노이즈를 평균화 개수의 제곱으로 감소함으로, 스캐닝라인(98)의 개수가 많을수록 좋지만, 많게하면 피검부가 희미해짐으로 0.1㎜의 투과광량의 분해능을 얻기 위해서는 0.05㎜ 이하의 노이즈를 저감시키는 것이 필요함으로 21개 정도를 같은 중량으로 평균화하는 것이 간단하고 바람직하다.

이렇게 얻어진 피검뼈에 관한 제1평활화 투과광량 패턴을, 상기와 같이 판독된 표준블록에 관한 두께와 투과광량의 관계를 기초로, 표준블록의 두께로 환산함으로써 변환 패턴을 얻는다. 이와같이 뼈계측을 위한 연산처리를 실시하기 전에 투과광량 패턴을 표준블록의 두께로 변환함으로써, X선 사진의 촬영조건의 차에 의한 영향을 효과적으로 배제할 수 있다.

또 제8도의 장치와 같이 투과방사선 자체를 검지하여 얻어지는 영상을 사용하는 경우에는 사전에 패턴을 표준 피검물로서 사용하여 얻어지는 표준피검물 두께와 투과 방사선량의 관계를 장치에 입력하여 기억시켜 놓고, 이러한 관계에 의거하여 변환패턴을 얻도록 하는 것이 실용상 바람직하다.

또 본 발명에서는, 또한 필요에 따라서 이러한 변환 패턴에 관한여, 혹은 경우에 따라서는 상기한 제1평활화 투과광 패턴에 관하여, 스캐닝라인 방향에서 복수점의 값을 이동평균 등의 평활화 처리를 실시함으로써 제2평활화 패턴을 얻어도 좋다. 이러한 이동평균 등의 제2의 평활화를 조합하는 것은 평면적으로 고주파 노이즈 성분을 효율좋게 제거할 수가 있고, 뼈계측을 위한 연산을 정밀도가 좋게 실시할 수가 있음으로 실용상 유리하다. 실제의 뼈계측에서는 0.5㎜ 이하의 주기로 변화하는 것은 불필요함으로 이 이상의 공간 주파수를 차단하는 디지탈 필터를 만드는 것이 바람직하다. 또한 제1평활화 패턴에 대하여 제2평활화 패턴을 얻은 경우에는 그후 다시 변환 패턴으로 할 필요가 있다. 실용상은 제1평활화 패턴, 다시 그 제2평활화 패턴에 관한 변환 패턴을 얻는 것이 바람직하다.

본 발명의 뼈계측 장치는 이와같은 처리를 실시하기 위한 제1평활화 수단, 변환수단, 다시 필요에 따라서 제2 평활화 수단을 구비하고, 이들의 구체적 수단은 기술한 뼈계측 데이타 추리부(32)의 MPU(60), ROM(61), RAM(62)에 의하여 구성된다.

상기에서 얻어진 피검부에 관한 평활화 패턴 혹은 변환 패턴을 기초로 뼈계측에 필요한 이미 기술한 연산(제5도 참조)을 실시하는 것이다. 또한 상술한 평활활처리를 뼈계측 데이타 처리부(32)의 MPU(60), ROM(61), RAM(62)에 의하여 수행하기 위한 플로차트의 일예가 제12도에 나타나있다. 평활화 처리에 있어서는 ROM(61)에 격납된 소정의 프로그램에 의거하여 MPU(60)가 연산을 실행하고, RAM(62)은 연산과정에 있어서의 연산결과를 필요시에 기억하는 것이다.

그런데, 본 실시예에 의하면, 제5도에 있어서의 피크(85, 86)와 같은 피크부의 자동검출을 이하와 같이 실시하는 것이다. 즉 상술한 변환 패턴 또는 제1평활화 패턴에 있어서, 노이즈 등에 의한 작은 피크를 착오로 피크로 검출하지 않도록 전체 영역에서의 기울기를 구하고, 기 기울기가 정에서 부로 변화하는 점을 피크부로 검출하도록 한 것이다.

이러한 피크부 검출의 구체예로서, X선 사진필름(22)을 사용하는 경우, 이하의 방법을 들 수 있다.

즉 우선, 최초의 피크(85)를 구할 때에 노이즈의 영향을 배제하기 위하여하기식(2)와 같은 평화롸 차분을 취하고,

하기식(III)을 알아내고 DATA(j)가 최대가 되는 위치가 피크의 근방이 된다.

여기에서 DATA(j)는 j의 위치에서의 투과광량에서 α, β는 장치의 분해능 및 노이즈 성분의 크기 및 피검부 크기로부터 결정하는 것이 적당하다. 실제적으로는 65㎛ 정도의 공간 분해능을 갖는 장치에서는 α= 4, β= 17이 적당하다. 또한 이 주변에서 다시 최대치를 검색하면 다시 정확한 피크가 검출될 수 있다. 피크가 하나 구해지면 86을 최초의 피크로 간주하지 않도록 한변 피크가 알아진 후 어떤 영역 γ의 사이에 피크가 갱신되지 않으며, 그 점을 피크로하는 처리를 실시함이 바람직하다. γ는 피검부의 피크사이의 거리에서 결정되고, γ= 20 정도가 실제적이다. 동일하게 피크(86)를 구한다. 그리고 피크(85, 86) 사이에서 최소치로서 피크(87)를 구한다.

또 본 실시예의 뼈계측의 장치의 바람직한 태양예로서, 예를들면 제5도에 있어서의 베이스라인 Bs를 다음과 같이하여 구하는 것을 들 수 있다. 즉, 편의상, 제5도의 상하를 반대로 하여 제10도 및 그 좌단부를 확대하여 예시한 제11도에서 변환 패턴 또는 제2평활화 패턴에 있어서의 한쪽의 상승부에 관하여, 2계차분이 최대가 되는 것을 사용하여 변곡점(99)을 구하고, 이 것으로부터 외측에 x개, 떨어진 위치에서 y 개의 데이타를 1차 회귀하여 좌우의 연부조직라인(100)을 결정한다. 동일하게하여 타단측의 상승부에 관해서 연부조직라인(101)을 결정한다.

이어서 변곡점(99)에서 각각 내측으로 z개씩의 데이타를 위하고 1차 회귀하여 직선의 기울기가 최대가 되는 직선이 접선(102, 103)이다. 그리고 각각 라인 100과 102, 101과 103의 교점을 각각 104, 105로 하고, 점 104, 105를 맺는 직선을 제5도에 예시하는 베이스라인 Bs로 한다.

또한, 그 경우에 x = 8, y = 10, z = 16과 같이 하는 것이 실용상 바람직하다.

상술과 같이하여, 본 실시예의 뼈계측 장치에 의하면, 방사선 촬영조건의 차이에 의한 영향을 없게하고, X선 사진필름 등에 기인한 노이즈를 효과적으로 제거하여 정밀도가 양호하게 뼈계측을 실시할 수 있다고 하는 뛰어난 효과를 얻을 수 있다.

다음에 피검뼈에 관한 영상을 CRT(23)(제3도) 등의 화상표시수단에 표시하는 뼈계측장치에 있어서, 그 화상표시수단에 있어서의 농담 화상 중에서, 기준위치를 나타내는 포인트 및 기준선과 같으 마크의 기입과 이 마크의 소거가 동일수단으로 실행되는 마크표시수단을 구비한 뼈계측 장치의 실시예에 관하여 설명한다. 또한, 이하의 기재는 X선 사진필름의 피검뼈와 표준블록의 영상에 관하여 뼈계측을 실시하는 실시예에 의거하여 마크의 기입과 소거에 관하여 기재함으로 다시 제3도 및 제4도를 참조하며 동시에 제13도를 참조하여 설명한다.

그런데 본 실시예에 있어서는, 농담화상의 제조를 반전하는 기능을 구비한 마크표시수단을 구비하고 있다. 또, 화상표시수단으로서는 농담을 표시하는 다치화상(多値화상)과 함께 문자 및 선도 등을 표시하는 2치 화상을 표시할 수 있는 것이 실용상 바람직하고, 그러므로 CRT(23)가 바람직하다.

그런데, 제13도는 제4도에 있어서의 기준 포인트(82)가 반전되어 표시화면(23a)에 표시된 상태를 나타낸 것이다.

본 실시예인 뼈계측 장치에 있어서의 영상기억수단(이미지 메모리(5))에서는 1화면이 세로 400×가로 640 화소로 구성되고, 각 화소는 8비트의 계조로 표현된다. 그러나 영상기억수단은 필요한 화면의 정밀도에 의하여 결정되는 것이고, 1 화면 화소수 및 1화소당의 계조치는 본 실시예에 한정되는 것은 아니다.

예를 들면 본 장치에서는 농담화상위에 지정위치를 표시하기 위한 마크로서 점을 표시하는 경우, 다음과 같은 처리를 실시한다. 우선 마크표시 위치의 화소를 특정하고, 그 계조치를 얻는다. 그리고 그 계조치에 관해서 255와의 배타적이론 합을 취함으로서 계조치의 반전을 실시한다. 이 반전된 계조치를 원마크표시 위치의 화소에 새로운 계조치로서 기입함으로서 마크표시를 한다. 예를들면 화소의 계조치가 196이며, 반전된 59를 새로운 계조치로 한다.

또, 이 마크표시의 소거는 완전히 동일한 처리를 동일화소에 대해서 실시함으로 달성된다.

계조치의 반전은 계조치에 대한 1의 보수를 취함으로서 얻을 수 있지만, 실행속도의 관점에서 본 발명 장치의 처리방법이 유리하다.

또한 본 발명에 의하는 마크로는 점에 한정되는 것은 아니고 선, 원, 기호등, 점으로 구성되는 임의의 형상에 적용되는 것이다.

상기로부터 이해될 수 있는 바와같이, 본 실시예에 의한 뼈계측 장치는 농담화상 중에서의 마크표시 및 원 농담화상의 재현을 용이하게 실시하도록 한 것이다. 특히 농담화상의 계조치를 반전하는 수단을 채용함으로서 하드웨어의 간이화 및 메모리 용량의 절약을 달성할 수 있도록 한 것이다.

또한, 본 실시예에 있어서, 화상표시 수단으로서 사용되어 있는 CRT는, 또 다른 수단, 예를들면 LCD(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이등이 사용되지만 고분해능의 농담을 표현하기 위해서는 CRT가 유리하다.

다음에, 본 발명의 뼈계측 장치에 있어서, X선 사진필름의 상태에 따라서 필름 조사광의 발생장치에 있어서의 발광량을 조절할 수 있는 한 실시예에 관하여 제2, 3도, 제5도 및 제14도를 참조하여 기재한다.

이 실시예에 있어서는, 두께가 변화되어 있는 표준 블록가 함께 촬영된 피검뼈의 X선 사진필름에 빛을 조사하여 얻어지는 투과광량을 사용하여 피검뼈의 계측을 실시할 때 이 표준 블록에 관하여 그 투과광량이 소정의 조건을 만족하는 영역을 구하고, 이 영역에 있어서의 이 표준 물질에 관한 투과광량의 범위내에 계측대상 부분에 관한 투과광량의 범위가 들어 있는 가의 여부에 대한 제1의 판정을 실시하고, 다시 이 계측대상 부분의 투과광량과 대응하는 이 표준 물질의 투과광량이 소정의 분해능을 만족시키고 있는 가의 여부에 대한 제2의 판정을 실시하고, 이 판정결과에 의거하여 이 X선 필름에 조사하는 광량을 조절하는 것을 기본적인 특징으로 하고 있다.

또한 발광량의 조절에 있어서, 이 조사광량을 증가시키는 경우, 계측대상 부분에 관한 최대 투과광량보다 크고, 또한 이 최대 투과광량에 가까운 이 표준 물질에 관한 투과광량 I을 구하고, 이 투과광량 I가 소정의 치 Imax를 초과하지 않고 또한 이 소정의 치 Imax에 가까워지도록 조사광량을 조절한다.

또한 이 조사광량을 감소시키는 경우, 계측대상 부분중 소정의 치Imax를 초과한 영역을 구하고, 이 영역의 크기에서 적절한 조사광량을 추정하고, 이 조사광량을 조절한다.

상술한 판정 및 광량 조절은 구체적으로는 이하의 방법을 수행된다. 즉 뼈계측 피검자의 성별 및 연령에 따라서 사전에 정해진 광량에 따라서, 소정위치까지 주행된 X선 사진필름에 있어서의 알루미늄 계단의 영상에 관한 투과광량을 구한다.

구해진 투과광량과 알루미늄·스텝·웨지의 두께의 관계에 있어서 계단(스텝)으로서 유효하게 측정되어 있는 영역, 즉 스텝 상으로 분해가능한 영역을 구한다. 알루미늄·스텝·웨지의 계단으로서 유효하게 측정되기 위해서는, 예를들면, 투과광량을 A/D(아날로그/디지탈 변환기)(49)에 의하여 변환한 경우에, A/D변환의 비트오차에서 알루미늄·스텝·웨지의 1단의 두께에 해당하는 투과광량의 A/D 변환후의 값으로 2디지트 이상 필요하다. 물론 투과광량이 포화되어 있지 않음은 말할 나위도 없다. 이 알루미늄·스텝·웨지의 영역을 구해서 그 영역의 상한인 알루미늄·스텝·웨지에 관한 투과광량을 I₁, 하한인 알루미늄·스텝·웨지에 관한 투과광량을 I₂로 한다.

다음에 피검뼈의 계측대상 부위에 관해서 투과광량의 최대치를 S₁, 최소치를 S₂로 한다.

여기에서 우선 제1의 판정으로서, S₁≤I₁인지의 여부를 판정하고, 이 조건을 만족하고 있지 않으면 조사광량이 지나치게 많음으로 이것을 감소시킬 필요가 있다. 이러한 조건을 만족하고 있으면 S₂≥I₂의 여부를 판정하고, 이 조건을 만족하고 있지 않으면 조사광량이 지나치게 적음으로 이것을 증가시킬 필요가 있다. 단 S₁〉I₁이고 S₂〈 I₂인경우는 아무리 광량을 변경해도 측정할 수 없음으로 측정불능으로 한다. 이 경우에 이 취지를 표시하여, 필름을 배출하도록 함이 바람직하다.

S₁≤I₁, S₂≥I₂의 조건도 만족하고 있는 경우에 제2의 판정을 실시한다. 즉, S₁의 투과광량에 가깝고 바람직하게는 가장 가깝게 S₁보다 큰 알루미늄·스텝·웨지의 투과광량 I₁′와 S₂의 투과광량에 가깝게 바람직하게는 가장 가깝게 S₂보다 작은 알루미늄·스텝·웨지의 투과광량 I₂′를 구한다. I₁′내지 I₂′의 영역에 있어서의 알루미늄·스텝·웨지의 각 1단의 두께에 해당하는 A/D변환후의 값을 구하고, 그 최소치를 △I로 한다. 예를들면, 여기에서 알루미늄·스텝·웨지의 1단의 두께가 1㎜이고 계측 정밀도로서 0.2㎜이하의 분해능이 필요하다면 5디지트(digit) 이상, 바람직하게는 7디지트 이상 필요하다. 예를들면 7디지트 필요한 경우에는 △I ≥ 7여부를 판정한다. 이 조건을 만족하고 있으면 조사광량이 X선 필름(22)에 적합하다고 판정하고, 그후의 뼈계측에 필요한 조작을 실시한다. 만약 이 조건을 만족하지 않는 경우에는 투과광량이 지나치게 적음으로 이것을 증가시킬 필요가 있다.

다음에 조사광량의 증감 방법에 관하여 설명한다. 우선 조사광량이 부족하다고 판정된 경우에는 투과광량 I₁′가 소정 레벨 Imax를 넘지않고 이에 가까워 지도록 바람직하게는 가장 가까이 되도록 조정하고 재측정을 실시한다. 이때 Imax는 검지장치(42) 또는 AD변환기(49)의 포화헤벨의 95 내지 98%정도로 설정하는 것이 바람직하다.

한쪽의 조사광량이 과다한 경우는 우선 소정의 레벨 Imax를 토과한 측정 부분의 길이를, CCD형 검지장치 등에서는 그 도트수를 카운트한다. 예를들면, 제2중수골에 관한 뼈계측의 경우에는 이 카운트 수와(조사광량-적정 조사광량)의 사이에는 대체로 다음의 제1표와 관계가 있다.

이 관계를 사용하여, 상기 카운트수에서 적정 조사광량을 추정한다. 여기서 Imax를 넘는 도트수가 0인 경우는 I보다 1단 두꺼운 알루미늄·스텝에 해당하는 즉 큰 투과광량 I을, I과, I보다 하나 얇은 알루미늄·스텝에 해당하는 즉 작은 투과광량 I와, 그리고 I보다 두 개 얇은 알루미늄·스텝에 해당하는 투과광량 I으로부터, I=I-2.5(I+I)에 의하여 추정하여 이 투과광량 I이 Imax를 넘지 않고, 이에 가까이 되도록 바람직하게는 가장 가까워지도록 조사광량을 변경한다.

조사광량의 재설정을 실시해도 전회와 동일한 설정치가 된 경우는 측정불능으로하여 측정시간의 낭비를 없게하고 있다. 이 경우에는, 그 취지를 표시하여 필름을 자동적으로 배출하도록 함이 바람직하다.

또한 본 발명에서는 필요에 따라서 γ치를 이용하여 제3의 판정을 해도 좋다. 즉 다음식과 같이 상대노광량의 변화에 대한 OD(흡광도) 변화를 나타내는 γ치 γ = OD의 변화량/상대노광량의 변화량을 I′내지 I′의 영역으로 각 스텝마다 구하고 이 최소치가 소정의 값 γ를 초과하고 있는 경우만, 정밀도가 양호하게 측정될 수 있음으로 상기 분해능의 판정과 조합하면 양호하다. 여기에서 γ는 1 내지 4가 바람직하고, γ로서는 예를들면 1 내지 2의 범위가 바람직하다.

조사광량의 조절의 방법으로서는 조사시간을 바꾸어 조절하는 방법에 한예이고, LED로 이루어진 띠형상 발광장치(41), CCD로 이루어진 띠형상 검지장치(42)를 사용한 조사관의 발생수단과 투과광의 검지수단의 경우에는, LED에 있어서의 소형 응답성 펄스 점등수를 펄스발생기에 의하여 제어함으로써 조사시간을 조절할 수가 있다. 또한, LED, CCD를 사용한 필름 영상의 자동판독 수단을 사용할때에 LED 및 CCD의 감도 불균일 및 조도 불균일 등의 특성의 경시 변화의 영향을 배제하기 위한 보정을 실시하는 것을 병용하는 경우에는 이러한 보정을 보다 효과적으로 하기 위하여, 조사광강도를 변경하지 않고 조사시간을 변경하여 조사광량을 조절함이 실용상 바람직하다.

조사광량을 조사시간의 변경에 의하여 조절하는 경우의 구체적 방법으로써, 예를 들면 제2표에 나타내는 바와같은 표를 기억수단에 기억시켜서 조사시간에 대응한 설정치를 변경함이 실용상 효율향상의 면에서 유리하다.

상술한 본 발명에 의한 조사광량의 조절의 달성할 수 있는 뼈계측장치의 구성예로서는, 이미 기술한 제3도에 나타낸 자동판독부(31), 뼈계측 데이타 처리부(32)를 구비하면 좋다. 즉, 영역검색수단, 제1판정수단, 제2판정수단, 발광량조절 수단의 각각의 기능은 상기 뼈계측 데이타 처리부(32)에 있어서 MPU(60), ROM(61), RAM(62) 및 자동판독부(31)의 광원제어회로(45) 등에 의하여 수행할 수가 있다. 영역 검색수단의 기능은 MPU(60)에 구비되고, 예를들면 알루미늄 계단 1단당의 두께 증가량에 대응하는 투과광량의 A/D변환치가 2디지트 이상 등의 소정의 조건을 기억하는 수단으로서도 기능을 한다. 또 제1판정수단에 관해서도 그 기능이 MPU(60)에 구비되고, 동 MPU(60)가 상기와 같은 I, I의 기억수단, S, S의 기억수단 및 필요한 양의 비교수단도 형성한다. 또한 제2 판정수단도 기기능이 MPU(60)에 구비되고, 상기와 같은 △I에 관한 판정기준을 입력하고 기억하기 위한 수단이 포함된다. 또 본실시예의 장치의 특징의 하나인 발생광량조절수단에 관해서는 조절후의 광량 설정치를 MPU(60)에 있어서 결정하고, 광원제어회로(45)에 의하여 LED로 이루어진 발광장치(41)의 조도설정을 실시하는 것이다. 상기한 바와같은 Imax의 입력기억수단, I의 연산수단, 비교수단 등의 필요한 기능이 MPU(60)에 구비되는 것이 필요하다. 또한 상기한 바와같은 제1 및 제2표의 내용을 사전에 기억하여 놓는 수단으로서 ROM(61)의 기능을 사용하는 것이 자동조절을 효율적으로 실시하는 것을 용이하게 한다.

본 장치에는 예를들면 광원의 광량을 조절하기 전에 화상표시수단(CRT(23), CRTC(64))에 있어서 포인트 입력수단(24)에 의하여 입력된 기준 포인트의 위치를 RAM(62) 등의 기억수단에 의하여 기억시키고, 이어서 상기와 같이 판정결과에 의거한 광량을 조절한 후의 조절광량에 의하여 다시 동일부분의 필름의 판독을 실시하고, CRT(23)에 표시된 화상에 있어서, 이미 RAM(62)에 기억된 기준 포인트에 의거하여 포인트 입력을 한다. 이들의 일련의 조작은 제3도에 있어서, MPU(60)의 제어에 의하여 작동하는 화상판독 기능부(31)에서 이루어진다. 이러한 구성에 의하여 조사광량의 재설정이 되고 전회 설정치와 상이한 경우는 알루미늄 계단 및 대상부분까지 자동적으로 필름이 보내지고, 판독 대상부분의 포인트 입력이 필요한 경우는 전회의 포인트 입력치를 기억해두고 그 위치에서 자동적으로 처리가 실시됨으로 재입력을 위한 오퍼레이터의 부담을 감소히킬 수 있다.

제14도는 상술한 X선 사진필름의 조사광량의 보정을 MPU(60), ROM(61), RAM(62), 광원제어회로(45) 등에 의하여 수행하는 과정을 나타낸 플로차트이다.

또한, 제14도에 있어서의 뼈계측의 연산 루우틴 ①로서 표시된 뼈계측을 위한 연산을 제3도에 있어서의 ROM(61)(연산을 위한 프로그램 기억부) 및 RAM(62)(연산을 실시하고 결과를 기억하는 부분), 그리고 MPU(60)으로 이루어진 연산수단에서 실시된다.

얻어진 뼈계측 결과는 제3도에 있어서의 SIO(66), 및 프린터(25)로 이루어진 출력수단에 의하여 출력된다.

본 실시예의 뼈계측 방법에 의하면, 시용상 조작이 간편한 방법으로 조사광량의 보정을 실시함으로써 종래 곤란했든 광범위한 명도(明度)의 X선 사진필름(22)에 관해서 뼈계측을 실행가능케할 수 있다. 또, 본 실시예의 뼈계측 장치는 광범위한 명도의 X선 사진필름에 관한 뼈계측을 간단한 조작에 의한 조사광량 보정수단에 의하여 가능케 한 것으로 실용상 뛰어난 것이다.

다음에, 피검뼈의 X선 영상을 포함하는 X선 사진필름을 자동판독부(31)에 의하여 판독하는 경우의 효율을 향상시키도록 한 뼈계측장치의 실시예에 관하여 설명한다.

본 실시예의 뼈계측 장치는 X선 사진필름에 존재하는 영상을 자동적을 판독하는 화상판독장치이고, 필름 삽입부와, 필름주행수단과, 필름주행의 방향과 직각방향으로 뻗은 띠형상 검지수단과, 이 필름주행방향에서의 공회전 이송(空送)거리 a와 다시 계속하는 화상판독 영역의 거리 b와 이 필름주행 방법과 직각 방향에서의 기준위치에서 이 영상판독 영역까지의 거리 c 와 계속되는 이 영상판독 영역의 거리 d를 설정하는 영상 판독 영역설정 수단과, 이 영상판독 영역설정 수단에 의하여 설정된 영역에 관해서 이 띠형상 검지수단에 의하여 판독된 영상을 기억하기 위한 영상기억 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

X선 사진필름의 주행수단, 띠형상 검지수단, 필름을 조사하느 광을 발생하는 광원수단, 영상판독영역설정수단, 영상기억수단 등은 이미 기술한 제3도에 나타낸 대응하는 제 수단을 사용함으로써 본 실시예를 구성할 수가 있다.

그런데 X선 사진필름의 판독을 실시할 때의 판독영역의 설정의 한 예를 나타내는 제15도를 우선 참조하면, 도면번호 22가 우측으로 주행하는 X선 사진필름이고, 표준물질로서의 알루미늄 계단의 영상 11′과, 피검자의 오른손, 왼손 뼈의 영상(110, 111)을 갖고 있다. 피검부인 오른쪽 제2중수골의 영사을 중심으로한 피판독 화상영역(112)는 거리 a, b, c, d에 의하여 특정되는 것이다.

예를 들면 X선 사진필름 전체의 크기가 세로 253㎜×가로 302㎜ 임에 대해서, a가 46㎜, b가 65㎜(1024라인), c가 1㎜(16화소), d가 130㎜(2048화소)와 같이 설정될 수 있다.

여기에서 제3도에 나타낸 자동판독부(31)을 다시 간략화한 제16도를 참조하면, X선 사진필름(22)은 피드롤러(44a, 44b, 44c, 44d)에 끼워져 화살표 방향으로 주행하고, 띠형상 광원(41)에서 발하여지는 조사광으로 조사된다. 필름(22)을 투과한 투과광의 광량이 띠형상 검지장치(42)에 의하여 검지된다. 또한, 본 실시예에서는 필름단부를 검출하는 적절한 필름단부검출센서(120, 122)가 구비되어 있다.

본 실시예에 있어서의 거리 a로서는, 제15도에 나타내는 바와같이, 필름 선단부에서 공회전 이송하여 띄우고 판독하는 거리 a1을 사용해도 좋고, 혹은 제16도에 나타내는 바와같이, 필름을 선단검출센서(122)와 광량검지장치(42)의 실질상의 거리 a와 상기 a과의 합을 사용해도 좋다. 후자와 같이 a과 a와의 합을 a로 하는 것이 필름선단 검출센서(122)에 의하여 필름이 적정 주행을 하고 있는가의 여부 등의 확인이 용이하게 되고 실용상 유리하다. 필름 선단의 검출에는, 제16도와 같이 , 필름단 센서(120)와 광량검지장치(42)를 사용하여 그 사이를 필름 선다이 주행중에 CCD로 이루어진 검지장치(42)의 출력의 변화에 의하여 검출을 실시해도 좋다. 이와같이 하여, 주행구동모터(51)를 형성하는 스테핑 모터에 조속히 펄스를 보내면서 필름을 고속으로 주행시키고, 펄스카운터로 펄스수를 카운트하여 공회전 이송(空送)거리 a에 해당하는 펄스가 보내지고 필름이 판독위치까지 도달한 후, 속송펄스의 송출을 멈추도록 한다.

그후, 스텝핑 모터(51)를 천천히 보내는 펄스로 제어하고, 1라인 분씩 필름을보내고 필름상의 영상을 판독한다. 이때, 영상판독검지장치(42)의 배치 방향의 화소수 카운터로 판독 범위내의 화소만 영상 메모리(이미지 메모리(56))에 기억한다.

이리하여 기억화소 카운터가 총화소수와 동일하게 되면 영상의 판독을 종료한다. 그후 스테핑·모터를 역회전 모드로하고, 또 속송(fast forward) 펄스를 보내고 필름을 배출하고, 필름단 센서(120)가 OFF가 되면 스테핑 모터를 정지시킨다.

본 실시예에 있어서의 거리 c를 설정할 때의 기준위치로서는 X선 사진필름(22)의 주행방향으로 평행한 필름 양단부의 한쪽을 사용한 것이 필름 속의 특정 영역을 정확히 설정하는 점에서 바람직하다. 단 실용상으로는 필름의 주행가능한 영역의 1단부를 기준위치로서 사용하는 것이 거리 c를 설정하기 위한 구조가 용이한 점에서 유리하다. 이 경우에는 필름의 삽입을 주행영역의 한쪽으로 가까이 붙여서 실시하고, 필름단부와 주행영역의 단부를 일치시키는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시예에는 이러한 영상판독영역 설정용의 거리 a, b, c, d의 값을 외부에서 입력하기 위한 입력수단, 그리고 입력된 거리 a 내지 d의 값을 각각 기억하기 위한 기억수단을 구비한다.

이러한 뼈계측 장치에 있어서는 사전에 구한 표준적 거리 a 내지 d의 값을 입력수단(키보드(26))에 의하여 입력하여 기억시켜놓고, 통상의 이 값을 사용하고, 그 표준치와 크게 상이한 거리 a 내지 d의 경우에 한해서 특별히 입력하여 그 값을 사용하는 방식이 실용상 유리하다.

또한 상기와 같은 필름영상 판독부이고, 적용하는 필름이 피판독 영상의 영역과 캘리브레이션용 영상의 영역을 갖는 것이고, 그들 양 영역의 각각에 관해서의 거리 a, b, c, d 를 설정하기 위한 영상 판독 영역수단을 갖고, 양영역의 각각에 관해서 판독된 영상을 기억하는 영상기억수단을 구비한 개변예로서도 좋다.

즉, 예를들면 제15도에 나타내는 바와같이, 알루미늄·스텝·웨지 등의 캘리브레이션용의 표준블록영상(11)에 관한 화상판독 설정용의 거리 a′, b′, c′, d′의 값과 오른손 제2중수골의 포함하는 피판독 화상영역(5)의 설정을 위한 거리 a, b, c, d의 값의 양쪽을 입력할 수 있도록 한 자동판독부로 하는 것이다.

또한, 필요에 따라서, X선 사진필름(22)에 있어서의 1개소 또는 복수개의 피판독 화상영역의 각각에 관한 설정용 거리 a, b, c, d의 값을 입력하고, 각각의 영역에 관해서 순차 화상의 농담 등을 판독하고, 각각의 판독결과를 그 위치에 대응시켜서 기억수단으로 기억하도록 해도 좋다.

본 실시예의 뼈계측 장치에 의하면, 영상기억 수단에 있어서의 필요 메모리수의 대폭적인 절약이 가능하고, 또한 영상판독의 소요시간의 대폭적인 단축이 가능하다고 하는 뛰어난 효과를 얻을 수 있다. 또, 필요에 따라서 한정된 영상판독 영역을 적절히 선정하여 판독함이 용이하게 될 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 실시예의 뼈계측 장치는 사용 메모리수의 대폭적인 절약에 의하여 소형 휴대용에 적용하기가 쉽고, 또 계측소요시간의 단축에 의하여 신속한 계측을 가능케하는 것이다.

다음에, 대상영상의 위치가 변동한 경우에도, 피검뼈의 X선상을 포함하는 X선 필름에 있어서의 판독대상 영상의 판독을 확실히, 또한 효율적으로 실시할 수 있는 뼈계측 장치의 실시예에 관해서 기재한다.

즉, 본 실시예에 의한 뼈계측 장치는 제1도 및 제3도에 나타낸 기본적 구성을 구비함과 동시에 자동판독부의 필름주행수단에 의하여 필름을 주행시키면서 띠형상 검지장치의 의하여 표준물질 및 피검뼈의 영상을 포함하는 광영역의 영상을 조(粗)화소에 관한 정보로서 판독하는 조판독수단과, 상기 조판독수단에 의하여 얻어진 정보에 의거하여 조판독화상을 표시하는 수단과, 상기 표시수단에 의하여 표시된 조판독화상에 있어서, 표준물질 및 피검뼈을 포함하는 각각의 좁은 영역을 지정하는 지정수단과, 이 필름주행 수단에 의하여 필름을 주행시키면서 검지장치에 의하여 상기 지정수단에 의하여 지정된 좁은 영역에 관한 필름의 화상을 새로이 치밀한 화소에 관한 정보로서 판독하는 완전판독 수단 등을 구비한 점을 특징으로 하고 있다.

그런데, 본 실시예에 있어서의 상기 조판독수단은 상기의 필름주행 수단에 의해서 완전판독 수단으로 판독할 때의 필름주행속도 보다도 빠른 속도로 필름을 주행시키면서, 영상판독 기능부에 의해서, 예를들면 표준물질의 영상 및 피검뼈의 영상 등의 특정영상을 포함한 필름전체의 넓은 영역의 영상에 관해서 조화소에 관한 정보로서 판독하는 것이다. 이러한 조판독에서의 필름주행 속력으로서는 완전판독시의 주행속력의 2 내지 16배 정도가 바람직하다. 예를들면 그 속도를 8배로한 경우에는 동일영역을 판독한다고 하면 완전판독시의 데이타수의 1/8의 데이타수로 솎우어서 판독하게 된다. 이 사실에 의하여 판독되는 데이타수를 저게한 상태에서 넓은 영역 전체의 영상을 판독이 가능하게되고, 이러한 판독 데이타를 기억하는 경우의 메모리 영역을 크게할 필요가 없는 이점을 얻을 수 있다.

조(粗)판독 화상표시 수단은, 제17도에 나타내는 바와같이, 상기 조판독수단에 의하여 얻어진 정보에 의거하여 넓은 영역 전체의 화상을 나타내는 것이고, 제3도의 CRT(23) 등이 그 좋은 예로서 들 수 있다. 즉, 제17도는, CRT화면(23a)에 있어서의 표준물질인 알루미늄·스텝·웨지에 관한 조판독화상(211′), 피검자의 오른손의 뼈에 관한 조판독 화상(210), 왼손의 뼈에 관한 조판독화상(211)을 나타내고 있다. 또한 제17도는 필름에 있어서의 화상전체를 조판독하여 표시한 것이다.

이러한 표시수단에서는 필름주행 방향과 직각방향에 관해서도 조판독시의 데이타의 솎음과 실질상 같은 정도로 조판독된 데이타를 솎우어서 표시하도록 한 것이 왜곡이 없는 화상의 표시가 가능함으로 바람직하다. 이러한 데이타의 솎음은 예를들면 조판독된 데이타를 기억수단에 기억하고, 기억된 데이타의 일부를 소프트적으로 솎아서 표시하는 등의 프로그래밍에 의한 소프트적 처리에 의하여 실시함이 바람직하다.

필름의 주행속도를 높이는 방식은 모터 제어 부분의 소프트웨어의 추가 또는 변경만으로 용이하게 실현할 수 있고, 판독시간도 단축할 수 있는 이점도 얻을 수 있다.

본 실시예에 있어서의 영역지정수단은, 상술한 조판독 화상표시수단에 의하여 표시된 조판독 화상에 있어서, 특정화상을 포함하는 좁은 영역을 지정하는 수단이다. 영역지정은 여하한 방법에 의해도 좋지만, 예를들면 CRT에 있어서의 커서위치의 지정에 의하는 방법이 실질상 바람직하다. 예를들면 제18도의 표시되는 바와같이, 표준블록인 알루미늄·스텝·웨지에 관한 영상의 부분에서의 영역(213) 및 오른손 제2중수골에 관한 화상(214)을 포함하는 영역(212)이 좁은 영역으로서 지정된다.

이러한 좁은 영역을 지정하는 방식의 구체예로서는, 제18도에 나타내는 바와같이, 커서에 의하여 화상의 하단 및 우단에서의 각각의 거리를 사용하여, 영역(212)을 e, f, g, h으로서 지정하고, 영역(213)을 e, f, g, h로서 지정하는 방식을 들 수 있다. 또한, 알루미늄·스텝·웨지에 관한 영역(213)에 관해서는 f를 적게하여 1개의 선상 영역으로서도 좋다. 본 실시예에 있어서의 완전판독 수단은 상기 여역지정 수단에 의하여 지정된 좁은 영역에 관한 필름 영상을 필름을 주행시키면서 영상판독 기능부에 의하여 다시금 치밀한 화소에 관한 정보로서 정밀도가 양호하게 판독하는 것이다. 이러한 완전판독시에는 필름의 주행을 조판독시 보다도 천천히 실시함으로써 필름주행 방향에 관하여 치밀한 화소에 관한 데이타를 얻는 것이 바람직하다. 또 이러한 완전판독 수단에는 지정수단에 의하여 지정된 좁은 영역을 필름 피드량과, 필름주행 방향과 직각방향의 판독범위로 변환수단을 구비시켜서, 완전판독을 기능적으로 실시하도록 함이 바람직하다. 예를들면 제18도에 나타내는 바와같이, 영역212에 관하여 e, f을 필름 피드량으로 변환학, g, h를 주행방향의 판독범위로 변환하고, 영역 213에 관하여 e, f를 필름 피드량으로 변환하고, g, h의 주행방향과 직각방향의 판독 범위로 변환하는 변환수단을 사용한다. 상기의 완전판독수단으로서는, 이러한 변환수단을 사용하여 변환된 값을 사용하여, 필름을 조판독과 반대방향으로 제18도에 있어서의 f및 f만으로 저속으로 주행시키면서 필름에 있어서의 지정영역만의 화상판독을 실시하도록 한 것이 바람직하다. 즉 f에서는 h의 영역에만 관하고, f에서는 h의 영역에만 관하여, 각각의 영상을 판독하는 것이다.

이러한 완전판독 수단에 의한 판독에 의하여, 예를들면 뼈계측에 필요한 표준블록에 관한 화상 및 피검뼈에 관한 화상의 정밀도가 양호한 판독이 확실하게 실시하는 것이 용이하게 된다.

또한 완전 판독시에는, 예를들면 제18도에 있어서의 f및 f이외의 영역에 관해서 필름을 공회전 이송하도록 주행수단의 스테핑 모터를 제어함으로써 효율적인 판독을 가능케할 수가 있다.

이와같이, 완전판독에서는, 스테핑 모터의 피드를 천천히 하도록 펄스제어를 해서 1라인분씩 X선 사진필름을 피드하고, 동 필름상의 영상을 판독한다. 그때, 필름주행방향과 직각방향, 즉 띠형상 검지장치(42)의 배치방향의 화소수 카운터에서 h의 범위의 화소만을, 예를들면 영상 메모리에 기억함으로써 영역212의 영상판독을 실시한다. 영역 213에 관해서도 동일하다.

본 발명의 뼈계측 장치는 사울한 영상판독 기능을 갖는 수단을 자동판독 수단으로써 사용한 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 판독수단에 의하여, 완전판독 공정에 의하여 정밀도가 양호하게 판독된 피검뼈의 영향에 관한 투과광량에 관한 데이타는 동일하게 정밀도가 양호하게 판독된 알루미늄 단계의 영상을 사용하여 그 단수 즉 알루미늄의 두께로 변환된 디지탈신호로서, 그 영상의 위치에 대응한 데이타군이 된다. 또한, 변환전의 피검뼈와 알루미늄·스텝·웨지의 영상의 각각에 관한 데이타군을 그대로 사용해도 좋다. 상술한 데이타군은 제3도의 이미지 메모리(56)과 같은 적절한 기억수단에 의해 기억되고, 그 기억 데이타군에 따라서, 기술한 바와같이, 뼈계측을 위한 연산처리가 뼈계측 데이타 처리부(32)에서 수행된다. 뼈계측 연산의 결과는 프린터(25) 등의 출력수단에 의하여 출력되는 것이다.

상술한 본 실시예의 뼈계측 장치에 의하면, 표준블록(알루미늄·스텝·웨지) 및 피검뼈의 영상위치가 변동된 X선 사진필름에 관해서도 메모리 영역이 증가함이 없고, 확실히, 또한 신속히 판독하고, 정밀도가 양호한 뼈계측이 수행될 수 있다.

다음에, 제1도 및 제3도에 나타낸 뼈계측 장치의 구성에 의거하여 뼈계측을 실시하는 경우에 X선 사진필름의 영상에 있어서의 명암의 경계부분에서 밝은 부분으로 부터의 투과광에 의한 전기 신호가 크면, CCD로 이루어진 띠형상 검지장치에 리크(leak)가 발생하고, 어두운 영상부분에 대응한 데이타가 정확히 취해지지 않는 문제점이 있는 것을 고려하여 개량한 뼈계측 방법과 장치의 실시예에 관하여 기재한다.

즉, 본 실시예에서는 두께가 변화되어 있는 표준물질과 함게 촬영된 피검뼈의 X선 사진필름에 빛을 조사하여 얻어지는 투과광량을 사용하여 피검뼈의 계측을 실시할 때에 필름에 있어서의 표준 물질의 두꺼운 쪽의 단부 주변의 영상에 사전에 정해진 낮은 광량 L0의 빛을 조사하여 그 투과광량을 측정함으로써 필름에 있어서의 표준물질의 두꺼운 쪽의 부분을 검출하고, 이어서 광량 L보다도 높은 소정의 광량 L의 빛을 조사하면서 표준물질에 관한 영상에 관한 투과광량과 이 단부에서의 거리와의 관계를 측정함으로써 표준물질의 두께와 계조와의 관계를 구하는 것이다.

본 실시예의 뼈계측법에 있어서는 표준블록인 알루미늄·스텝·웨지 또는 알루미늄 슬롭의 단부 검출을 실시할 때에 표준물질 및 피검뼈의 영사을 판독하는 경우에 조사하는 광량 L보다도 낮은 광량 L의 빛으로 필름에 있어서의 에지 주변부에 조사하여 에지의 영상을 판독한다.

또, 광량 L를 사전에 설정하는 구체적 수법으로서는, 예를들면, 필름이 없는 상태에서 띠형상 광원(41)에서의 빛의 조사와 CCD를 사용한 광량검지장치(42)로 검지를 실시하면서 띠형상 광원(41)의 점등시간을 바꿈으로써 CCD의 포화레벨의 90 내지 95% 정도로 조정하는 방법이 취해진다.

또한, 광량 L을 설정하는 구체적 방법으로서는, 이미 기술한 바와같이, X선 사진 필름의 상태 등에 따라서 뼈계측을 정밀도가 양호하게 실시할 수 있도록 조절하는 수단을 사용하여 설정하면 좋다.

또한, 표준블로 단부의 검출법의 구체적인 예로서는 알루미늄·스텝·웨지 드의 표준블록에 관한 필름 속의 영향으로 두께의 두꺼운 단부로 그 단부를 검출함이 바람직하다. 얇은 쪽의 단부를 필름속에서 명확한 영상이되고 정확한 에지 검출이 곤란하다.

예를 들면 제19도에 있어서의 알루미늄·스텝·웨지의 영상에서 그 하단이 최대 두께의 부분에 해당되어 있고, 가장 밝은 부분이다.

예를들면 동 제19도에 있어서의 영상 311′에서 그 상하방향을 다른 중심선 등의 직선을 X축으로하고, X축이 필름(22)의 하단부와 교차하는 점을 0으로하고, 윗쪽으로 향해서 X의 값이 커지는 1차 축을 상정하여 본다. X축을 다른 투과광량(I)과 X축 위의 위치의 관계를 모식적으로 나타내면, 제20a도와 같이 된다. 또한 X에 관한 1단위는 63.5㎛의 나비의 1화소에 해당한다. 이러한 I과 X의 관계를 기억수단, 예를들면 RAM(62)에 기억시키고, MPU(60)를 사용하여 x에 관해서 α당의 평균 투과광량(I)(x)를 각 X에 관하여 연산한다. 또, α로서는 5 내지 10 화소가 바람직하고, 구체예로서 7화소를 들 수 있다. 이와같이 하여 얻어진 I(x)를 사용하여, 그 차분치 D=I(x+β)-I(x)를 각 x에 관하여 연산한다. 또한 여기에서 β로서 10 내지 20화소의 범위에서 선정하는 것이 노이즈의 영향을 적게하는 점에서 바람직하고, 구체예로서 14화소를 들 수 있다. 이와같이 하여 얻어진 D와 x의 관계를 모식적으로 나타낸 것이 제20b도이고, 이 D의 값이 최대가 되는 포인트를 알루미늄·스텝·웨지의 최대 두께부의 단부로서 인식할 수가 있다. 또한 알루미늄·스텝·웨지로서는 스텝 폭이 10㎜이고, 1피치가 1㎜의 정피치이고, 1 내지 20㎜의 두께의 범위에서 20단의 계단상을 이루고, 길이가 200㎜인 알루미늄 블록이 통상 사용되고 있다.

본 실시예에서는, 이와같이 하여 알루미늄 계단의 에지를 정확하게 검출할 수가 있다. 또한 본예의 계측방법에서는 L보다 높은 광량 L의 광을 조사하면서 검출된 에지에서 X축을 따라서 투과광량을 측정하여, 알루미늄 계단의 두께와 그 투과광량에 관련하는 데이타와의 관계가 정확하게 얻어진다. 이리하여 얻어진 투과광량에 관련하는 데이타와 알루미늄·스텝·웨지의 두께의 관계를 기준으로하고, 광량 L의 광을 조사하면서 필름중의 피검뼈의 영상에 관하여 투과광량을 측정하고, 그것을 알루미늄·스텝·웨지의 두께로 환산하는 등하여, 뼈계측을 보다 정확하게 실시할 수가 있게 된다.

본 실시예의 뼈계측 장치는, 상술한 계측방법을 실시할 수 있도록 한 것이고, 특히 판독수단에 있어서, 낮은 광량 L의 조사하에서 표준물질에 관한 영상의 단부를 검출하는 수단과, L보다 높은 광량 L의 조사하에서 표준물질 및 피검뼈의 영상을 판독하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하고 있다. 또한 광량의 제어로서는 예를들면 LED 등의 광원의 점등시간을 제어하기 위한 펄스점등회수 제어회로를 가지는 것이 좋다.

본 발명의 뼈계측 계측 장치에 있어서의 영상기억 수단으로서는, 상기와 같은 자동판독 수단에 의하여 얻어진 피검뼈의 X선 사진필름에 있어서의 영상에서의 투과광량에 관한 디지탈 신호에 필름의 위치를 대응시킨 데이타군을 기억할 수 있는 것이면 좋고, 제3도의 이미지 메모리(56)에 의해서 구성될 수 있다.

또, 상술한 광량 L하에 있어서의 단부 검출수단 및 광량 L하에 있어서의 영상판독수단은 제3도에 나타낸 자동판독부(31)의 띠형상광원(41), 띠형상 검지장치(42)에 의하여 구성할 수가 있다. 또, 상술한 펄스점등 제어회로는 광원제어회로(45)에 의하여 구성하면 좋다.

X선 사진필름의 피검뼈 영상에 관한 데이타군을 이미지 메모리(56)에 기억한 후, 이 기억 데이타군에 의거하여 뼈계측 연산을 실행하기 위해서는, 제3도의 뼈계측 데이타 처리부(32)를 사용하면 간단히 수행될 수있다. 그리고, 본 실시예의 뼈계측 장치에 의하면 표준 블록, 즉, 알루미늄·스텝·웨지에 관한 영상의 정확한 판독이 확실히 실행할 수 있음으로, 보다 정확한 뼈계측이 용이하게 실시될 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

다음에, 상술한 피검뼈의 뼈형태 계측을 실시하는 뼈계측 장치와, 그 뼈계측 장치로 얻어진 뼈계측 결과를 송신하는 송신수단과, 이 송신수단에서 보내온 이 뼈계측 결과를 기억 보존하여 놓고 이에 대응하는 과거의 뼈계측 결과 및 필요에 따른 다른 데이타를 사용하여 이 피검뼈의 평가를 실시하기 위한 뼈평가 장치와, 이 뼈평가 장치에 의하여 얻어진 평가결과를 이 뼈계측 장치에 반신하기 위한 반신수단을 구비한 본 발명의 한 실시예에 의하는 뼈평가 시스템에 관하여 기재한다.

여기에서 말하는 뼈계측 장치란, 표준블록과 함께 X선 촬영을 하여 얻어진 피검뼈의 X선 사진필름을 사용하여 이에 빛을 조사하여 얻어지는 투과광에 의한 영상을 처리하는 것(제3도에 나타낸 장치)외에, 필요에 따라서 표준블록과 함께 피검뼈에 X선 및 γ선 등의 방사선을 조사하여 얻어지는 투과 방사선에 의거한 피검뼈의 방사선상을 처리하는것(제8도에 나타낸 장치)을 들 수 있다.

또, 뼈평가 장치는, 통신수단에서 송신되어온 뼈계측 장치에서의 계측결과를 기억하고 보존하여 놓기위한 기억수단과, 최신에 송신되어온 계측결과를 그때까지에 기억된 계측결과와 비교하여 피검뼈의 골염량 등을 평가하기 위한 여러 가지의 계측 결과의 조합에 의한 평가수단이다.

평가로서는, 가능하면 뼈계측에 관한 여러 가지의 정보를 얻는 것을 포함시킬 수가 있다. 구체적으로는 예를들면, 그 피검뼈의 과거의 뼈계측 결과를 포함한 경시적인 평가 및 전회의 계측결과와의 차 등을 들 수 있다. 또한 그 이외에도, 동성동연대의 건강한 자에 관한 지표를 기억하여 놓고, 이들과의 차를 평가하는 기능을 갖게 해도 좋다. 혹은 치료시의 투여약력의 정보를 입력하여 기억하여 놓고, 그들을 평가의 재료로하여 평가결과의 일부에 포함시키도록 해도 좋다.

제21도는 X선 사진필름을 사용하는 뼈계측 장치와 결합됨으로서 구성된 뼈평가 시스템을 나타낸 약시 블록도이다. 또한 뼈계측 장치는 제8도에 나타낸 방사선 선상을 처리하는 장치로 치환할 수도 있는 것은 말할나위도 없다.

제21도에 있어서, 뼈평가 시스템은 1 내지 복수의 뼈계측장치(20)를 구비하고, 송신수단 및 반신수단을 구성하는 전화회선 등의 통신수단(350)에 의하여 뼈평가 장치(351)와 결합되어 있다. 뼈평가장치(351)는 기억수단(353, 354) 및 평가수단(352)을 구비하고 있다. 상술한 뼈평가장치(351)는 이 뼈계측장치(20)가 그 동작상태가 정상인가, 아닌가 여부를 판단하기 위한 자기진단기능을 갖는 수단을 구비하는 것이 바람직하다.

이 자기진단 기능을 갖춘 자기진단 수단은 피검뼈에 관한 영상이 정성으로 입력되어 있는가의 여부, 혹은 고정 발생시에 원인을 조사하고 적절한 처리를 실행하는 등의 적정한 계측을 실시할 때에 필요로 하여지는 입력상황 및 장치의 기능이 정상인가의 여부를 판단하는 수단을 말한다.

이러한 자기진단 수단의 구체예로서는 피검뼈의 X선 사진필름(22)의 영상을 사용하여 뼈계측하는 뼈계측장치(20)의 경우에 정기진단에 의하여 경시적인 성능의 약화를 체크하는 수단을 들 수 있으며, 이는 광원, 띠형상 검지장치(42)의 강도변화를 통신에 의하여 센터기기로 부터 사전에 측정한 강도를 설정하고, 그때마다 검지장치(42)에 의하여 검출함으로써, 경시적인 약화를 판정한다. 허용범위를 초과하여 변화가 진행되는 경우에는 서비스 담당자를 파견함으로서 재조정을 실시함이 실용상 바람직하다.

고장발생시에 원인을 조사하는 수단으로서는, 예를들면 ① 컴퓨터의 데이타 메모리(RAM62) 및 화상용 메모리(이미지 메모리(56))의 내용을 체크 섬(check sum)에 의하여 체크하는 수단, ② 표시 및 조작을 확인하는 프린터 동작 테스트, CRT 콘트롤러(64)의 동작 테스트, 키보드(26)의 동작 테스트 ③ 필름 피드량을 체크하는 표준 테스트 필름에 의하는 모터제어동작 테스트, ④ 판독부(31) 및 보정기능을 체크하는 조도변경동작 테스트 등의 주지의 실행수단이 뼈평가장치(351)에 구비되어 있으면 좋다.

또한, 통신을 통하지 않는 셀프테스트로서는, 선상(線狀) 센서 폭 방향의 광량의 불균일 보정을 X선 필름 측정마다 실시하고, 컴퓨터의 기본기능 및 통신기능의 체크를 실시할 수 있도록 하여, 이들의 동작이 정상인 것을 전체로 하여 상기 자기진단기능을 실현함이 바람직하다.

상술한 통신수단(350)이 전화회선을 사용하는 경우에는 공중전화 회선을 사용한 모뎀통신, 전용회선 등이 실용상 적당하고, 그러므로 제3도에 나타난 바와 같이, 뼈계측 장치(20)의 뼈계측 데이타 처리부(32)에는 모뎀(modem)(67)이 구비된다.

이와같은 본 발명에서는 피검뼈의 영상 자체의 입력 데이타가 다수일지라도, 뼈계측 장치에 있어서의 계측결과 및 뼈평가 장치에 있어서의 평가결과 등의 단순화된 소수의 데이타만의 송신을 실시함으로써 실용상 및 경제적으로 유리한 전화회전의 사용을 실용화할 수 있는 것이다.

본 발명의 뼈평가 시스템에 의하면, X선 촬영 등을 실시하는 각각의 장소에 뼈계측 장치(20)를 설치하고, 각 장치(20)에 있어서 X선 촬영 등의 실시를 할 때에 즉시 응하여 적절히 신속한 뼈계측을 실시하는 한편, 단순화된 계측결과의 송신에 의하여 뼈평가장치(351)에 의한 과거의 데이타와의 비교 등의 복잡한 평가를 집중적으로 행하고, 그 평가 결과를 즉시에 피드백할 수 있다.

또한 각 뼈계측 장치(20)와 뼈평가 장치(351)사이에서 수행되는 통신내용의 예로서는, 예를들면, 피검자 식별용의 ID번호, 성명, 생년월일, 초회등록일, 진단명, 최신 뼈계측 데이타, 데이타 격납장소정보 등의 (1) 피검자의 정보와, 데이타 번호, X선 사진 필름 촬영일, 측정조도, ∑GS 등의 모든 데이타값 등의 (2) 피검자의 뼈계측 결과 정보와, 전피검자 등록수, 뼈계측 장치번호, 시설명, 장치의 자기 진단 결과 등의 (3) 시스템 정보가 뼈계측장치(20) 측에서 뼈평가 장치(351) 측으로 송신된다.

상술한 본 발명의 뼈평가 시스템에 의하면, 뼈계측 장치(20)와 떨어진 장소에 있어서 여러 가지의 평가를 실시하고, 그 결과를 피드백함으로서 신속한 뼈계측과 그 평가를 가능케하는 것이다. 또, 원격지에서의 뼈계측 장치와의 사용을 용이하게 하고, 또한, 확실한 뼈계측을 실시할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 뼈평가 시스템은 통신수단으로서 편리한 전화회선을 그대로 사용할 수 있고, 또한 다수의 뼈계측 장치를 단말기로서 각 지구에 배치하고, 1대의 뼈평가 장치를 센터기기로 함으로써 집중적 및 효율적인 평가를 가능케하는 것이다.

또, 본 발명의 뼈평가 시스템은 X선 사진 필름에 있어서의 피검뼈 영상의 자동판독 및 방사선상의 자동판독에 의한 자동뼈계측과 조합하여 자동화된 뼈평가를 원격치에 있어서 신속 및 효율적으로 수행할 수 있다.

[참조번호·사항 일람표]

10 : X선 사진건판 11 : 알루미늄·스텝·웨지

11' : 알루미늄 계단 영상 12 : 오른손

13 : 왼손 14 : 제2중수골

20 : 뼈계측장치 21:케이스

22 : X선 사진 필름 22a : 피검뼈의 영상

23 : 표시부 24 : 포인트 입력부

25 : 출력유닛 26 : 입력유닛

27 : 포인트 28 : 삽입부

31 : 자동판독부 32 : 뼈계측 데이타 처리부

41 : 띠형상 광발생장치 42 : 띠형상 검지장치

43 : 포거스용 렌즈수단 43a : 막대형 렌즈

43b : 케이스 44a,44b,44c,44d : 롤러

45 : 광원제어회로 46 : CCD 드라이버 회로

47 : DSP 48 : REF 메모리

49 : A/D 변환기 51 : 구동모터

55 : 이미지 출력부 56 : 이미지 메모리

57 : PIO 58 : 버스선

60 : 마이크로 프로세서 MPU 61: ROM

62 : RAM 63 : 키보드 인터페이스

64 : 표시제어부 65 : 프린터 인터페이스

66 : 인터페이스 SIO 67 : 모뎀(MODEM)

81 : 제2중수골 82 내지 84 : 기준포인트

85,86 : 피크 87 : 곡부(谷部)

90 : 투과 방사선상 발생장치 91 : 방사선원

92 : 가동테이블 93 : 피검체

94 : 방사선 검지기 95 : 스캐너 콘트롤러

96 : A/D 변환기 99 : 변곡점

100,101 : 연부조직라인 102,103 : 접선

104,105 : 교점 110,111 : 피검뼈의 영상

112 : 피판독화상영역 210,211 : 오른손, 왼손의 조판독화상

211' : 알루미늄·스텝·웨지에 관한 조판독화상

212,213 : 영역 214 : 화상

311' : 알루미늄·스텝·웨지의 영상 310,311 : 오른손, 왼손의 영상

350 : 통신수단 351 : 뼈평가장치

352 : 평가수단 353,354 : 기억수단

Claims

소정의 표준물질과 함께 피검뼈에 X선을 조사함으로써 얻어진 X선 사진 필름에 조사된 광의 투과광량을 사용하여 이 X선 사진필름중의 피검뼈의 영상에 관한 데이타를 자동적으로 판독하기 위한 자동영상판독수단과, 상기 자동영상판독수단에 의하여 판독된 피검뼈의 영상에 관한 데이타를 기억하기 위한 영상기억수단과, 상기 영상기억수단에 기억된 영상에 관한 데이타를 사용하여 피검뼈에 관한 뼈계측을 위한 연산처리를 실행하는 연산수단과, 상기 연산수단의 연산에 의하여 얻어진 뼈계측 결과의 출력 데이타를 출력하기 위한 뼈계측 출력 수단을 조합하여 구비된 것을 특징으로 하는 뼈계측 장치.
제1항에 있어서, 상기 뼈계측 장치는, 또한, 상기 자동영상 판독수단에 의하여 판독된 피검뼈의 영상에 관한 데이타에서 이 피검뼈의 영상을 화상으로 표시하기 위한 화상표시수단과, 상기 화상표시수단에 표시된 피검뼈의 화상에 있어서의 뼈계측에 필요한 기준위치를 포인트 입력으로 지정하기 위한 포인트 입력수단을 구비한 뼈계측장치.
제2항에 있어서, 상기 뼈계측 장치는 케이스 수단을 갖고, 상기 표시수단은 이 케이스 수단의 전면에 표시화면을 구비하고 있는 뼈계측장치.
제2항에 있어서, 상기 포인트 입력수단은 상기 화상표시수단에 표시된 피검뼈의 화상에 있어서 뼈계측에 필요한 기준위치의 포인트 입력을 지정함과 동시에 이 포인트 입력의 소거가 가능한 뼈계측장치.
제2항에 있어서, 상기 포인트 입력수단은 상기 포인트 입력을 소정의 마크와 농담화상으로써 상기 화상표시수단에 표시하는 마크표시 수단으로 구성되고, 이 마크표시 수단은 상기 농담화상 마크의 계조치를 반전함으로써 표시할 수 있는 뼈계측장치.
제1항에 있어서, 상기 자동영상 판독수단은 상기 X선 사진 필름을 주행시키기 위한 자동주행수단과, 이 X선 사진 필름에 조사되는 빛을 발생하는 띠형상의 광발생수단과, 이 X선 사진 필름을 투과한 상기 투과광량을 검지하는 띠형상의 검지수단을 구비하고 있는 것인 뼈계측장치.
제6항에 있어서, 상기 자동영상 판독수단의 이 자동주행수단은 상기 X선 사진필름을 주행시켜서 상기 소정의 표준물지의 영상을 인식하고, 이 영상이 상기 빛에 조사되도록 제어하기 위한 필름주행 제어수단을 구비하고, 또, 상기 자동영상 판독수단의 광발생수단은 이 표준물질의 소정부위에서의 투과광량이 소정 범위가 되도록 발생시키는 광량 조절수단을 구비하고 있는 뼈계측장치.
제7항에 있어서, 상기 필름주행 제어수단은 펄스 모터를 구비하여 상기 X선 필름을 일정한 간헐피드속도로 주행하도록 제어하는 간헐피드 제어수단인 뼈계측장치.
제1항에 있어서, 상기 자동영상 판독수단은 상기 X선 사진 필름에 조사되는 빛을 발생하는 광발생수단과, 이 X선 사진 필름을 토과한 상기 투과광분을 검지하는 검지수단과, 상기 소정의 표준물질에 관하여 그 투과광량이 소정의 조건을 만족하는 영역을 구하는 영역검색수단과, 이 영역에 있어서의 이 표준물질에 관한 투과광량의 범위내에 계측대상 부분에 관한 투과광량의 범위가 들어 있는가의 여부를 판정하는 제1의 판정수단과, 이 계측대상 부분의 투과광량과 대응하는 이 표준물질의 투과광량이 소정의 분해능을 만족하고 있는가의 여부를 판정하는 제2의 판정수단과, 이 제1의 판정수단에 의한 판정결과에 의거하여 상기 광발생수단에 있어서의 발광량을 조절하기 위하 발생광량 조절수단을 구비하고 있는 뼈계측장치.
제9항에 있어서, 상기 자동영상 판독수단은 계측대상 부분의 γ치가 소정의 값 이상인가의 여부의 제3의 판정수단을 또한 구비한 뼈계측장치.
제9항에 있어서, 상기 발생광량 조절수단은 이 발생광량을 증가시키는 경우에 상기 계측대상 부분에 관한 최대 투과광량보다 크고, 또한 이 최대 투과광량에 가까운 이 표준물질이 있는 부분의 투과광량(I)을 구하는 제1의 수단과, 이 투과광량(I)이 소정의 값 Imax에 가까워지도록 이 발생광량을 조절하는 제2의 수단을 구비하고, 다시 이 발생광량을 감소시키는 경우에, 계측대상 부분중 소정의 값 Imax를 초과하는 영역을 구하는 제3의 수단과, 이 영역의 크기에서 적절한 조사광량을 추정하고, 이 조사광량을 조절하는 제4의 수단을 구비한 뼈계측장치.
제9항에 있어서, 상기 자동영상 판독수단은 상기 X선 사진 필름을 주행시키기 위한 자동주행 수단을 구비하고 또한, 상기 뼈계측 장치는 상기 자동영상 판독수단에 의하여 판독된 피검뼈의 영상에 관한 데이타에서 이 피검뼈의 영상을 화상으로써 표시하기 위한 화상표시수단과, 상기 화상표시수단에 표시된 피검벼의 화상에 있어서, 뼈계측에 필요한 기준위치를 포인트 입력으로써 지정하기 위한 포인트 입력수단과, 지정된 기준위치의 포인트 입력을 기억하는 기억수단과, 광량을 조정하여 이 X선 사진 필름에 관하여 재측정하는 경우에, 상기 자동 주행수단에 의하여 주행되는 이 X선 사진 필름이 상기 자동영상 판독수단에 의하여 조절후의 광량으로 이 표준물질과 이 계측대상 부분에 관해서의 영상을 자동적으로 판독할 때, 상기 기억된 기준위치의 포인트 입력에 의거하여 이 계측대상 부분에 관하여, 새로운 포인트 입력을 지정하기 위한 다른 포인트 입력수단을 구비하고 있는 뼈계측장치.
제1항에 있어서, 상기 자동영상 판독수단은 상기 X선 사진 필름의 자동주행수단과, 이 X선 사진 필름의 주행방향으로 직각으로 배치되고 이 필름에 조사되는 빛을 발생하는 띠형상의 광발생수단과, 이 X 선 사진 필름을 토과한 상기 투과광분을 검지하는 띠형상의 검지수단과, 상기 X선 사진필름의 주행방행에서의 공회전 이송거리 a와, 다시 계속되는 영상판독 영역의 거리 b와, 이 필름 주행방향에 직각인 방향에서의 기준위치에서 이 영성판독 영역까지의 거리 c와, 다시 계속되는 이 영상판독 영역의 거리 d를 설정하는 영상판독 영역설정수단과, 이 영성판독 영역설정 수단에 의하여 설정된 영역에 관해서 이 띠형상 검지수단에 의하여 판독된 영상을 기억하는 영상기억수단을 구비하고 있는 뼈계측장치
제13항에 있어서, 상기 자동주행수단은 상기 X선 사진 필름을 끼워 갖도록 배치된 피드롤러 수단과, 상기 피드롤러 수단을 구동하는 스테핑모터와, 상기 스테핑모터의 작동 펄스제어 수단과, 상기 거리 a를 상기 스테핑 모터의 공회전 이송거리 동작제어 펄스에 대응시키고, 상기 거리 b를 상기 띠형상 검지수단의 판독 라인수에 대응시키고, 또한 상기 거리 c, d를 각각 상기 띠형상 검지수단의 화소수로 변환하기 위한 변환수단을 구비하고 있는 뼈계측장치.
제13항에 있어서, 상기 영상판독 영역설정 수단이 상기 거리 a, b, c, d를 입력하기 위한 외부입력수단과, 입력된 상기 거리 a, b, c, d를 기억하기 위한 기억수단을 구비한 뼈계측장치.
제 13항에 있어서, 상기 X선 사진 필름이 표준 물질과 피검뼈와의 판독 영상의 영역과 캘리브레이션용 영상의 영역의 두 개의 영역을 갖고, 상기 자동영상판독수단은 이 양 영역의 각각에 관하여 거리 a, b, c, d를 설정하기 위한 영상판독 영역설정 수단을 갖고, 또한 상기 영상기억 수단은 이 양 영역의 각각에 관하여 판독된 영상을 기억하도록 기억부를 구비하고 있는 뼈계측장치.
제1항에 있어서, 상기 자동영상 판독수단은 상기 X 선 사진 필름의 자동주행수단과, 이 X선 사진 필름의 주행방향과 직각방향으로 배치됨과 동시에 이 필름에 좃되는 빛을 발생하는 띠형상의 광발생수단과, 이 X선 사진 필름을 투과한 상기 투과광량을 검지하는 띠형상의 검지수단과, 상기 필름의 자동주행 수단에 의하여 필름을 주행하면서 상기 표준물질과 피검뼈의 영상을 포함하는 넓은 영역의 영상을 조화소(粗畵素)에 관한 정보로서 판독하는 조(粗)판독수단과, 상기 조판독수단에 의하여 얻어진 상기 정보에 의거하여 조판독 화상을 표시하는 표시수단과, 상기 표시수단에 의하여 표시된 조판독 화상에 있어서 이 표준물질과 피검뼈의 영상을 포함하는 좁은 영역을 지정하는 영역지정 수단과, 상기 자동주행 수단에 의하여 필름을 주행하면서 이 영역지정 수단에 의하여 지정된 좁은 영역에 관한 이 X선 사진 필름의 표준물질과 피검뼈의 영상을 상기 검지 수단을 통하여, 다시금 치밀한 화소에 관한 정보로서 판독하는 완전 판독수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 뼈계측장치.
제17항에 있어서, 상기 조판독수단은 상기 필름의 자동주행 수단에 의하여 고속으로 주행시켜지는 상기 X선 사진 필름의 영사에서 이 필름의 주행방향으로 솎아진 조화소에 관한 정보를 판독하는 것을 특징으로 한 뼈계측장치.
제18항에 있어서, 상기 조판독 화소의 표시수단은 상기 필름주행 방향과 직각방향에 관해서도 이 필름주행 방향과 실질적으로 동일한 정도로 솎아진 조화소의 정보에 의거하여 표시하는 것인 뼈계측장치.
제19항에 있어서, 상기 영역지정수단은 상기 조판독 화상의 표시수단의 표시화상에 있어서 커서 위치에서 이 표준물질과 피검뼈의 영상을 포함하는 좁은 영역을 지정하는 것인 뼈계측장치.
제17항에 있어서, 상기 완전판독시에, 상기 영역지정 수단에 의하여 지정된 좁은 영역을 상기 필름의 피드량과 필름 주행방향으로 직교하는 방향의 판독범위에 관한 데이타로 변환하는 변환수단을 또한 구비하고, 상기 필름의 자동주행 수단에 의하여 필름을 저속으로 피드백하면서, 상기 완전판독 수단이 이 지정된 좁은 영역에 관해서 상기 변환 수단에 의하는 변환 데이타에 의거하여, 조밀한 화소에 관한 정보로서 판독하도록 한 뼈계측장치.
제1항에 있어서, 상기 자동영상 판독수단은 이 X선 사진 필름에 조사되는 빛을 발생하기 위한 광발생수단과, 이 X선 사진필름을 투과한 상기 투과광량을 검지하기 위한 검지수단과, 상기 X선 사진 필름에 조사되는 빛의 양을 제어하는 광량제어 수단과, 상기 X선 사진 필름중의 상기 소정의 표준물질의 두꺼운 쪽의 단부 주변의 영상에 소정의 낮은 광량 L₀의 빛을 조사하여 그 투과광량을 측정하고 이 두꺼운 쪽의 단부에 해당하는 부분을 검출하는 검출수단과, 이 낮은 광량 L₀보다도 높은 소정의 광량 L의 빛을 조사하면서 이 필름 속의 이 표준물질의 영상에 관한 투과광량과 이 단부에서의 거리와의 관계를 측정하는 측정수단을 구비하는 뼈계측장치.
제1항에 있어서, 상기 연산수단은 상기 이미지 판독수단에 의하여 판독된 피검뼈의 영상에 관한 데이타에서 이 X선 사진 필름중의 피검뼈의 영상에 있어서의 피검부 주변의 복수의 상이한 실질상 평행한 계측라인을 다른 이 피검뼈의 농도 패턴의 각각 대응하는 위치에서 이 복수개의 농도 패턴을 평활화하여 제1평활화패턴을 얻기위한 제1평활화수단과, 평활화된 농도패턴을 표준물질의 두께로 변환하여 변환패턴을 얻기위한 변환수단을 갖는 것을 특징으로 한 뼈계측장치.
제23항에 있어서, 상기 평활화 패턴 또는 변환패턴에 관하여, 그 계측라인을 따른 근방의 복수점에서의 값을 평활화하여 제2평활화패턴을 얻기 위한 제2평활화수단을 또한 갖고, 이 변환패턴 또는 제2평활활 패턴을 사용하여 이 피검뼈의 계측을 위한 연산을 실시하는 것을 특징으로 하는 뼈계측장치.
제23항에 있어서, 상기 변환수단은 상기 X 선 사진 필름에서 얻어지는 이 표준물질의 두께와 투과광량의 관계에 의거하여 농도 패턴을 표준물질의 두께로 변환하는 수단인 뼈계측장치.
피검뼈의 뼈형태를 계측하기 위한 뼈계측장치와, 이 뼈계측장치에서 얻어진 뼈형태의 계측결과를 출력 데이타로서 출력하는 송신수단과, 상기 송신수단에서 송출되어온 이 뼈형태의 계측결과의 출력데이타를 기억 보존하여 놓고, 이에 대응하는 과거의 뼈형태 계측결과 및 필요에 따라서 또 른 기억 데이타를 사용하여 이 피검뼈의 평가를 실시하기 위한 뼈평가 수단과, 이 뼈평가 수단에 의하여 얻어진 평가결과의 출력 데이타를 상기 뼈계측 장치로 반송하기 위한 반신수단 구비하여 구성된 뼈평가 시스템.
제26항에 있어서, 상기 송신수단 및 반신수단이 전화회선을 사용한 것인 뼈평가 시스템.
제26항에 있어서, 상기 뼈평가 수단은 하나의 뼈평가 장치로 이루어지고, 복수의 상기 뼈계측 장치가 상기 송신수단 및 반신수단을 통해서 이 뼈평가 장치에 결합되어 있는 뼈평가 시스템.
제26항에 있어서, 상기 뼈계측 장치가 소정의 표준물질과 함께 피검뼈에 X 선을 조사함으로써 얻어진 X 선 사진 필름에 조사된 빛의 투과광량을 사용하여 이 X선 사진 필름 속의 피검뼈의 영상에 관한 데이타를 자동적으로 판독하기 위한 자동영상 판독수단과, 상기 자동영상 판독수단에 의하여 판독된 피검뼈의 영상에 관한 데이타를 기억하기 위한 영상기억수단과, 상기 영상기억 수단에 기억된 영상에 관한 데이타를 사용하여 피검뼈에 관한 뼈계측을 위한 연산처리를 실행하는 연산수단과, 상기 연산수단의 연산의 의하여 얻어진 뼈계측의 결과를 출력하기 위한 뼈계측 출력수단을 조합하여 구성된 뼈평가 시스템.
제26항에 있어서, 상기 뼈계측 장치가 이 피검뼈에방사선을 조사함으로써 얻어지는 투과방사선에 의거하는 이 피검뼈의 방사선상을 기억하기 위한 상기 기억수단과, 기억된 피검뼈의 상에 관한 뼈계측을 위한 연산을 실시하기 위한 연산수단과, 연산에 의하여 얻어진 상기 뼈계측 결과의 출력 데이타 및 상기 반신수단에 의하여 상기 뼈계측 결과의 출력 데이타를 출력하기 위한 뼈계측 출력수단을 구비하는 뼈평가 시스템.
제26항에 있어서, 상기 뼈계측 장치는 그 작동상태가 정상인가, 아닌가를 판단하기 위한 자기진단 수단을 구비하고 있는 뼈평가 시스템.