JP5558800B2

JP5558800B2 - 骨密度測定装置

Info

Publication number: JP5558800B2
Application number: JP2009286094A
Authority: JP
Inventors: 高敬宮本
Original assignee: Hitachi Aloka Medical Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2029-12-17
Also published as: JP2011125476A

Description

本発明は骨密度測定装置に関する。

骨の疾病診断やその予防のために、骨密度、すなわち骨に含まれるミネラル（骨塩）の量を測定することが行われている。骨は、骨の表面を覆っている皮質骨と呼ばれる部分と、皮質骨の内側にあるスポンジの様な形状の海綿骨と呼ばれる部分を有する。骨密度は疾病等の病態により減少する場合があるが、病態の種類により、骨密度の減少する部位が異なる。例えば、カルシウム不足が続いた場合や骨粗鬆症の場合においては、早期において、海綿骨の骨密度の低下が見られる。また、血液透析を行っている患者の場合や副甲状腺機能亢進症などの場合は、皮質骨の骨密度の低下が見られる。

特開平７−２３６６２９号公報

病態により皮質骨の骨密度が変化する場合と、海綿骨の骨密度が変化する場合があるので、これらを区別して測定できることが望まれる。また、治療過程においては、骨密度の経時的な変化を知りたい場合がある。

本発明は、皮質骨、海綿骨ごとの骨密度に関する情報を経時変化を提示できる骨密度測定装置を提供することを目的とする。

本発明に係る骨密度測定装置は、海綿骨部分と皮質骨領域ごとに骨密度を算出する骨密度算出手段と、算出された骨密度を、測定日、被検者および測定対象の骨とその骨における部位と共に記憶する記憶手段と、ある被検者および測定した部位に関して、海綿骨領域及び皮質骨領域ごとに骨密度の経時変化を示すグラフを提供する経時変化グラフ提供手段と、を有する。

また、前記骨密度算出手段は、骨を横切る計測面内で１方向に照射されて透過し、計測面内の計測ライン上で検出されたＸ線の透過量に基づき、骨密度の一次元パターンを取得する骨密度パターン取得手段と、骨密度の一次元パターンにおいて、骨領域の両端から第１所定長さ内側の位置から更に第２所定長さ内側の領域までを皮質骨領域とし、更にその内側を海綿骨領域とする区分手段と、皮質骨領域の骨密度を算出する皮質骨骨密度算出手段と、海綿骨領域の骨密度を算出する海綿骨骨密度算出手段と、を含むようにできる。

本発明によれば、皮質骨、海綿骨ごとの骨密度に関する経時変化の情報を提示することができる。

本実施形態の骨密度測定装置の概略構成ブロック図である。骨と走査されるＸ線の関係を示す図である。骨の断面を示す図である。骨密度の分布パターンを示す図である。測定の流れを示す図である。経時変化の表示例を示す図である。記憶される情報の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図１は、本発明に係る骨密度測定装置１０の概略を示す構成ブロック図である。骨密度測定装置１０は、Ｘ線測定装置の構成を有し、Ｘ線が骨を透過する際の減衰量に基づき骨密度（骨塩量）を算出している。骨は、筋肉や脂肪等の軟組織に覆われており、この軟組織の影響を排除するために、骨密度測定装置１０は、２種類のエネルギのＸ線を用いたＤＸＡ法により骨密度の測定を行っている。

骨密度測定装置１０は、腕、大腿、胴等の被検体１２を載置するためのベッド１４を有する。被検体１２の測定対象となる骨１６は、軟組織１８に覆われている。ベッド１４の下側には線状のＸ線ビームを出射するＸ線発生装置２０が配置されている。Ｘ線発生装置２０は、必要に応じて高エネルギＸ線、低エネルギＸ線を発生することができる。Ｘ線検出装置２２は、被検体１２を透過したＸ線を検出する装置である。Ｘ線発生装置２０およびＸ線検出装置２２は、被検体１２を横断する方向に移動され、これにより被検体の横断面においてＸ線ビームが走査される。Ｘ線発生装置として扇状にビームを出射する装置および線状または帯状の検出領域を有するＸ線検出装置を用いることが可能であり、この場合はこれらの装置の移動は不要である。

制御部２４は、本装置の動作制御およびデータ処理、その管理を行うものである。検出されたＸ線の情報に基づく骨密度の算出についても、ここで実行される。記憶部２６は、算出された骨密度を、被検者、対象部位および測定日等の情報と共に記憶する。表示部２８は、検出されたＸ線データ、骨密度等の情報を表示して提供する。これらの情報を印刷して提供するプリンタを設けることも可能である。

図２は、測定対象となる骨１６と測定断面３０の関係を示す図である。Ｘ線発生装置２０が移動してＸ線源３２から出射するＸ線ビーム３４が走査されるとき、Ｘ線ビーム３４により形成される平面（以下、計測面と記す。）３６が骨１６を横断するように被検体１２が配置される。また、計測面３６の、骨１６と交差する部分が測定断面３０である。計測面３６において、骨１６に関しＸ線源３２と反対側に位置する直線（以下、計測ラインと記す。）３８上にＸ線が投影されて、Ｘ線検出装置２２により検出される。

図３は、骨１６の断面を示している。骨１６は、表面を覆う皮質骨４０とその内側の海綿骨４２から構成される。皮質骨４０は緻密な組織を有し、一方海綿骨４２は海綿状の空隙の多い組織を有する。このため、Ｘ線の透過量は、相対的に皮質骨４０では少なく、海綿骨４２では多くなる。

図４は、計測ライン３８上で検出されたＸ線に基づき算出された骨密度を示すグラフである。横軸は計測ライン３８上の位置を示し、縦軸は骨密度を示し、グラフは計測ライン３８に沿った骨密度の一次元パターン（以下、骨密度パターンＰと記す。）を表している。前述のように、皮質骨４０においてはＸ線の透過量が少ないので、Ｘ線ビームが皮質骨４０を通過する距離が長くなる両端付近は骨密度が高く示され、中央付近では低く示される。両側の領域を皮質骨領域Ａ、内側の領域を海綿骨領域Ｂと記す。海綿骨領域Ｂの骨密度は、海綿骨４２と、図３においてその上下に位置する皮質骨４０を通過したＸ線に基づき算出されたものであり、海綿骨４２のみの骨密度を表すものではない。しかしながら、後述するように、経時的な変化を観測するのであれば、領域Ｂが固定されていれば、変化の傾向は読み取れる。同様に、皮質骨領域Ａについても、海綿骨４２を通過したＸ線を若干含む領域となっていても許容される。

皮質骨領域Ａと海綿骨領域Ｂの定め方について説明する。骨１６の投影範囲は、骨密度パターンＰの立ち上がる２点の範囲である。この範囲の両端には、Ｘ線源が有限の大きさを有することに起因するぼけ領域が存在する。この領域を排除するため、両端から所定の範囲Ｄを排除し、残りの部分を骨領域Ｃとする。この骨領域Ｃを、更に皮質骨領域Ａと、内側の海綿骨領域Ｂに分ける。二つの領域Ａ，Ｂの割合は、測定対象の骨の種類、またその骨のどの位置（部位）かにより予め定められている。基本的には、皮質骨領域Ａは海綿骨領域Ｂの左右に等しい幅で設定される。ただし、対象Ｃの骨、部位によって予め左右の比を定めていてもよい。それぞれの領域ごとに、骨密度パターンＰの平均値を求め、それぞれの領域の骨密度とする。また、領域ごとの骨密度を求める際に、皮質骨領域Ａにおいて、骨密度の値の低い１０％の範囲を排除して、残りの９０％の範囲の平均をとり、海綿骨領域Ｂの骨密度の値の高い１０％の範囲を排除して残りの９０％の範囲の平均をとるようにもできる。海綿骨領域Ｂのうち高い骨密度が示される部分は、皮質骨４０の影響を強く受けている可能性があり、この影響を少なくするために上記のような処理を行う。

図５は、測定の流れを示す図である。計測面３６内でＸ線を照射して、計測ライン３８上での投影像に基づき骨密度の測定を行う（Ｓ１００）。この結果、すなわち図４に示す骨密度パターンＰを表示部２８に表示する（Ｓ１０２）。次に、骨密度パターンＰから骨領域Ｃを求める（Ｓ１０４）。これは、前述のように骨密度パターンＰの両端から所定の範囲Ｄを除くものであり、これによりぼけによる影響を排除する。さらに、皮質骨領域Ａと海綿骨領域Ｂを決定する（Ｓ１０６）。この決定は、骨の種類、部位ごとに定められた割合に基づきなされる。定められた皮質領域Ａ、海綿骨領域Ｂごとに骨密度を算出し、またこれに加えて骨領域Ｃ全体の骨密度を算出してもよい（Ｓ１０８）。算出された骨密度と、被検者、測定対象の骨の種類、その骨の部位、測定日等の情報を記憶部２６に記録させる（Ｓ１１０）。次に、経時変化を様子を示すために、同一の被検者の過去に記録された情報を読み出し（Ｓ１１２）、これを表示する（Ｓ１１４）。表示は、例えば図６のようにする。横軸に時間、縦軸に骨密度値をとり、皮質骨領域の骨密度「□」、海綿骨領域の骨密度「○」、骨領域の骨密度「△」をプロットする。また、投与した薬剤の種類、量を同時に表示するようにしてもよい。

各測定時において、測定対象の骨の種類、部位および皮質骨領域Ａと海綿骨領域Ｂの割合が固定されていれば、二つの領域Ａ，Ｂが皮質骨の部分と海綿骨の部分を完全に分離したものでなくても、相対的な比較は可能であり、変化の傾向を知ることはできる。これにより、骨の部分ごとの骨密度の変化、改善の程度を知ることが可能である。

図７は、測定結果の記録内容を示している。被検者の氏名（Ａ氏、Ｂ氏・・・）、測定年月日（２０ＸＸ年Ｙ月Ｚ日）、測定対象骨（前腕）、その部位等が記録される。測定の部位は、測定対象となる骨の種類ごとに定められていて、例えば骨の端から、骨全長の１／３の位置などと定められている。また、骨の種類、部位ごとに、皮質骨領域Ａの割合を定めている。この割合は、各測定時点において、常に同じ値が用いられる。そして、部位ごと、領域ごとの算出された骨密度が記録される。

以上の実施形態においては、ＤＸＡ法を用いた骨密度測定に関して説明したが、骨の横断面内で、一方向からビームを照射し、ビームの投影像に基づき骨密度を測定する方法についても同様に皮質骨領域と海綿骨領域ごとの経時変化の表示を行うことができる。また、超音波の伝達速度を利用して骨密度の測定を行う装置にも適用することができる。

１０骨密度測定装置、１２被検体、１６骨、２０Ｘ線発生装置、２２Ｘ線検出装置、２４制御部、２６記憶部、２８表示部、４０皮質骨、４２海綿骨、Ａ皮質骨領域、Ｂ海綿骨領域、Ｃ骨領域。

Claims

海綿骨領域と皮質骨領域ごとに骨密度を算出する骨密度算出手段と、
算出された骨密度を、測定日、被検者および測定対象の骨とその骨における部位と共に記憶する記憶手段と、
ある被検者および測定した部位に関して、海綿骨領域及び皮質骨領域ごとに骨密度の経時変化を示すグラフを提供する経時変化グラフ提供手段と、
を有し、
骨密度算出手段は、
骨を横切る計測面内で１方向に照射されて透過し、計測面内の計測ライン上で検出されたＸ線の透過量に基づき、骨密度の一次元パターンを取得する骨密度パターン取得手段と、
骨密度の一次元パターンにおいて、骨領域の両端から第１所定長さ内側の位置から更に第２所定長さ内側の領域までを皮質骨領域とし、更にその内側を海綿骨領域とする区分手段と、
皮質骨領域の骨密度を算出する皮質骨骨密度算出手段と、
海綿骨領域の骨密度を算出する海綿骨骨密度算出手段と、
を含む、
骨密度測定装置。