JP5751462B2

JP5751462B2 - 脊椎疾患診断支援装置、及び脊椎疾患診断支援プログラム

Info

Publication number: JP5751462B2
Application number: JP2010096330A
Authority: JP
Inventors: 敬之岡; 典子吉村; 徹阿久根; 川口　浩; 浩川口; 中村　耕三; 耕三中村
Original assignee: University of Tokyo NUC
Current assignee: University of Tokyo NUC
Priority date: 2010-04-19
Filing date: 2010-04-19
Publication date: 2015-07-22
Anticipated expiration: 2030-04-19
Also published as: JP2011224128A

Description

本発明は、脊椎の圧迫骨折や、その他、椎体や椎間板の変形等の起因する疾患の診断を支援する装置及びプログラムに関する。

脊椎椎体骨折の診断は、Ｘ線単純撮影、Ｘ線ＣＴ（Computated Tomography）、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）等を用いて行われている。その中でもＸ線写真はその撮影装置が普及していることにより、広く診断に用いられている。我が国では、Ｘ線写真を用いた椎体骨折の判定は例えば、日本骨代謝学会による定量的な判定基準に基づいて行われる。当該判定基準では、胸椎や腰椎の側面Ｘ線写真にて椎体の変形を計測する。

従来の計測では、医師等がビューア上にてＸ線画像に映る椎体の寸法を測定し、その測定値に基づいて所定の評価指標値を算出している。寸法の測定に関しては、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and COmmunication in Medicine）画像等の画像データを表示するビューアでは、画面上にてカーソルで指定した２点間の距離を求めて表示する機能を有するものがある。

下記特許文献１は、デジタルラジオグラフィにて脊椎の左右の境界を自動検出して脊柱側彎の診断を支援する技術を開示している。ここで、脊椎を構成する椎体とその間隙（椎間）とのＸ線画像のコントラストは、椎体の左右又は前後の境界に比べると低い。そのため、Ｘ線画像からの椎体の高精度の形状検出は現状、自動抽出では容易ではなく、医師等の目視判断により行われている。

特開２００２−１５０３０３号公報

医師等は椎体の寸法の測定値が得られると、その測定値に基づいて評価指標値を求めるための計算処理を電卓等を操作して行わなければならず、当該計算処理が煩雑であるという問題があった。また、脊椎疾患を正確に、また統合的に診断する上では種々の評価指標値が必要になるが、人手による計算処理では多くの評価指標値が個別に順次、求められることになり、このことが多くの評価指標値を総合的に把握することに対する妨げとなっている。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、脊椎のＸ線画像から複数の評価指標値を得ることを容易として、脊椎疾患の正確・統合的な診断を可能ならしめる脊椎疾患診断支援装置、及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る脊椎疾患診断支援装置は、脊椎の側面からのＸ線画像を画面に表示するＸ線画像表示手段と、前記Ｘ線画像上で操作者による椎体輪郭の設定を可能とし、当該椎体輪郭を椎体像に重ねて表示する輪郭設定手段と、前記椎体輪郭の形状又は位置関係に基づいて、脊椎疾患に関連する複数の所定の診断指標を算出する疾患指標算出手段と、前記診断指標を前記画面に表示する指標表示手段と、を有する。

本発明に係る脊椎疾患診断支援装置は、例えば、前記輪郭設定手段が、前記椎体輪郭として四角形の設定を可能とし、前記疾患指標算出手段が、前記四角形における前記椎体像の前縁及び後縁に対応する辺の長さに基づき、前記診断指標として椎体骨折についての複数の所定の判定指標を算出する骨折指標算出手段を含む。

本発明の好適な態様は、前記骨折指標算出手段が、前記判定指標として、注目椎体の後縁高に対する前縁高の比で表される楔状椎指標、及び前記注目椎体の隣接椎体に対する前記前縁高又は前記後縁高の比で表される扁平椎指標を算出する脊椎疾患診断支援装置である。

本発明の他の好適な態様は、さらに、前記輪郭設定手段が、前記椎体像にて前記椎体の中央高に対応する位置に前記操作者による前記椎体輪郭の追加頂点の設定を可能とし、前記骨折指標算出手段が、前記判定指標として、前記注目椎体の前記前縁高及び前記後縁高それぞれに対する前記中央高の比で表される陥凹椎指標をさらに算出する脊椎疾患診断支援装置である。

本発明に係る脊椎疾患診断支援装置は、さらに、前記椎体像にて前記操作者による骨棘部分の指定を可能とする骨棘指定手段を有し、前記疾患指標算出手段が、前記診断指標として前記骨棘部分の大きさに応じた骨棘指標を算出する骨棘指標算出手段を含むものであってもよい。

本発明に係る脊椎疾患診断支援装置は、さらに、隣接配置される前記椎体輪郭の互いに対抗する辺の位置関係に基づき、前記診断指標として椎間板の変形に関する椎間板指標を算出する椎間板指標算出手段を有するものであってもよい。

本発明に係る脊椎疾患診断支援装置は、さらに、前記注目椎体の下に隣接する椎体の前記椎体輪郭の後縁上側頂点に対する当該注目椎体の前記椎体輪郭の後縁下側頂点の前後方向の位置関係に基づき、前記診断指標として前記注目椎体のすべりに関するすべり指標を算出するすべり指標算出手段を有するものであってもよい。

本発明に係る脊椎疾患診断プログラムは、コンピュータを、脊椎の側面からのＸ線画像を画面に表示するＸ線画像表示手段、前記Ｘ線画像上で操作者による椎体輪郭の設定を可能とし、当該椎体輪郭を椎体像に重ねて表示する輪郭設定手段、前記椎体輪郭の形状又は位置関係に基づいて、脊椎疾患に関連する複数の所定の診断指標を算出する疾患指標算出手段、及び前記診断指標を前記画面に表示する指標表示手段、として機能させるためのものである。

本発明によれば、医師等が脊椎のＸ線画像から複数の評価指標値を得ることが容易となり、ひいては脊椎疾患の正確・統合的な診断を行うことが容易となる。

本発明の実施形態である脊椎疾患診断支援装置の概略のブロック構成図である。脊椎の一部の模式的な側面図である。本発明の実施形態である脊椎疾患診断支援装置による画面表示の一例を示す模式図である。椎体骨折の類型における椎体輪郭の形態の模式図である。側方Ｘ線画像における骨棘の模式図である。側方Ｘ線画像における脊柱の腰椎部分に設定された椎体輪郭の例を示す模式図である。２つの椎体輪郭の位置関係の例を示す模式図である。すべり指標を説明する模式図である。石灰化指標算出手段の機能を説明するためのＸ線画像表示領域の模式図である。

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態である脊椎疾患診断支援装置２の概略のブロック構成図である。この脊椎疾患診断支援装置２は、演算処理部４、記憶部６、表示部８及び入力部１０を含んで構成される。記憶部６、表示部８及び入力部１０は演算処理部４に接続される。

記憶部６は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディスク等の記憶装置であり、演算処理部４で使用されるプログラムやデータを記憶する。記憶部６はこれらプログラム、データを演算処理部４との間で入出力する。記憶部６に記憶されるデータには、脊椎Ｘ線画像の画像データが含まれる。

表示部８は、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等のモニタ装置を含み、当該モニタ装置は、演算処理部４から出力される表示画像データに基づいて画像を表示する。モニタ装置に表示される画像情報には具体的には、脊椎Ｘ線画像や、脊椎疾患の診断に用いられる各種の評価指標値、ＧＵＩ（Graphical User Interface）等が含まれる。

入力部１０は、マウス、タッチパネル等のポインティングデバイスや、キーボードを含む。入力部１０は医師等の操作者によって操作され、例えば、モニタ装置に表示されたＸ線画像やＧＵＩ上の位置を指示する指示操作に応じて、モニタ装置の画像上でのポインタの座標や移動量を表す情報を演算処理部４へ出力する。

演算処理部４は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）等を用いて構成され、記憶部６から読み出して実行するプログラムに応じて、脊椎疾患診断支援装置２の各部の動作制御及び機能を実現する。すなわち、演算処理部４は、上述のように記憶部６，表示部８及び入力部１０と接続され、各部から入力される信号を処理し、また各部の動作を制御する。具体的には、演算処理部４は、後述するように、Ｘ線画像表示手段２０、輪郭設定手段２２、骨折指標算出手段２４、骨棘指定手段２６、骨棘指標算出手段２８、椎間板指標算出手段３０、すべり指標算出手段３２、石灰化指標算出手段３４及び指標表示手段３６として機能する。これらのうち、骨折指標算出手段２４、骨棘指標算出手段２８、椎間板指標算出手段３０及びすべり指標算出手段３２は、椎体輪郭の形状又は位置関係に基づいて、脊椎疾患に関連する診断指標を算出する疾患指標算出手段を構成する。

演算処理部４の各機能、動作の説明を容易とするために、まず、脊椎、及び脊椎疾患診断支援装置２による画面表示を説明する。

図２は、脊椎の一部の模式的な側面図である。図において、左側が人体の背側、右側が腹側である。脊椎４０には複数の椎骨４２が並び、椎骨４２の前方部分に楕円柱に近い椎体４４が存在する。椎体４４間には椎間板４６が存在する。側面から見た椎体像の前縁にて測った椎体の高さを前縁高ｈ_Ａ、後縁で測った高さを後縁後ｈ_Ｐ、また、中央部分で測った高さを中央高ｈ_Ｍと表す。椎体４４の上面、下面をそれぞれ終板４８，５０と呼ぶ。

図３は、表示部８を構成するモニタ装置の画面の模式図であり、脊椎疾患診断支援装置２による画面表示の一例を示している。画面６０には、Ｘ線画像の表示領域６２が大きく配置され、画面の周辺領域に、脊椎疾患診断支援装置２に対する操作指示のためのＧＵＩや、各種評価指標値の表示領域が配置される。例えば、図３の例では、画面上部に、ＧＵＩの各種アイコンが配列されるＧＵＩ領域６４が設けられている。また、画面左側上部に、表示領域６２に表示されているＸ線画像に関する基本情報、例えば、患者の識別情報や、原画像サイズなどを表示する画像情報領域６６が設けられている。画面左側にはさらに、処理結果表示領域６８を設け、当該領域に脊椎疾患の診断に有用な各種評価指標値を並べて表示する。

図３には、Ｘ線画像表示領域６２に表示される脊椎の側面からのＸ線画像の例を点線で模式的に示している。Ｘ線画像表示領域６２には、椎体の輪郭７０を、操作者により設定された位置・形状に、Ｘ線画像とは識別容易な態様で表示させることができる。例えば、輪郭７０をＸ線画像より輝度を高くしたり色を付けて表示することで、Ｘ線画像から識別容易とすることができる。椎体の輪郭７０の基本形状は四角形である。なお、後述する魚椎の輪郭を指定する場合には、当該四角形の辺のうち、終板に対応する上下の辺にそれぞれ１つずつ頂点を追加して、輪郭７０を六角形とすることができる。図３は腰椎（Ｌ）のＸ線画像を模式的に示しており、当該Ｘ線画像上に５個の腰椎Ｌ１〜Ｌ５の四角形の輪郭７０が重ねて表示されている。隣接する輪郭７０は線分７２により連結される。

演算処理部４のＸ線画像表示手段２０は、記憶部６に格納されたＤＩＣＯＭ規格やビットマップ形式のＸ線画像データを読み出し、上述のＸ線画像表示領域６２に当該Ｘ線画像を表示させる表示画像データを生成する。その際、Ｘ線画像表示手段２０は、必要に応じて、Ｘ線画像の鮮明化等の画像処理を行う。例えば、アナログＸ線画像では軟部も白っぽく撮影され、これをそのままデータ化したのでは骨部と軟部との境界を判別しにくい場合がある。このような場合に、Ｘ線画像表示手段２０はヒストグラム平坦化処理を行って、コントラストが改善された画像を表示させることができる。

Ｘ線画像表示手段２０は、例えば、ＧＵＩ領域６４に表示させたボタンの操作により、Ｘ線画像を左右反転させることができ、本実施形態では、操作者は、画像左が背側となるようにＸ線画像の向きを設定する。

輪郭設定手段２２は、上述したように、椎体の輪郭として操作者による輪郭７０の設定を可能とし、当該輪郭７０をＸ線画像表示領域６２の椎体像に重ねて表示する。例えば、操作者によりＸ線画像が腰椎である旨を指定されると、輪郭設定手段２２は、５個の矩形を線分で連結したテンプレートを表示領域の左脇や右脇に表示する。操作者は表示された各矩形を、入力部１０を操作してＸ線画像の椎体像の位置に移動させ、さらに、４個又は６個の頂点の位置を調整して輪郭７０を設定する。この操作にて、輪郭設定手段２２は入力部１０からの信号に応じてテンプレートを構成する矩形の頂点の座標を変化させ、その座標に基づいて輪郭７０の表示データを生成する。

輪郭設定手段２２は、椎体像にて椎体の中央高に対応する位置に操作者による輪郭７０の追加頂点の設定を可能とする。具体的には、四角形の輪郭７０の４辺のうち終板に対応する上下の辺上にそれぞれ当該辺を二分する節点を設定し、操作者が当該節点を移動させることにより、上下の辺が屈曲されて当該節点が頂点として追加され六角形の輪郭７０が形成される。

なお、診断の客観性を高める上で、操作者は頂点の位置を例えば、「骨粗鬆症の予防と治療ガイドライン（２００６年版）」に示されている「定量的測量法のためにデジタイズする椎体の６ポイント」のような基準に従って設定することが好適である。

テンプレートにおける矩形の並び順は腰椎の並び順に対応するので、操作者は当該テンプレートに基づいて設定した個々の輪郭７０について、それがＬ１〜Ｌ５のいずれであるかを別途指定する必要はない。すなわち、輪郭設定手段２２は、各矩形について、それがＬ１〜Ｌ５のいずれであるかを示す情報と、その４個又は６個の頂点の座標とを対応付けて演算処理部４内の記憶部６に記憶させる。また、各頂点の座標も輪郭７０の左上、左下、右上、右下の４つの頂点、及び上の追加頂点、下の頂点のいずれであるか区別される形式で記憶される。

Ｘ線画像が胸椎（Ｔｈ）である旨を指定された場合は、輪郭設定手段２２は１２個の胸椎Ｔｈ１〜Ｔｈ１２に対応したテンプレートを表示する。ここで、胸椎Ｔｈ１〜Ｔｈ１２のうちＴｈ１〜Ｔｈ３は他の骨の像と干渉して側面画像に良好に現れにくい。そこで、輪郭設定手段２２はこれらを除いた残りの９個の椎体に対応して９個の矩形からなるテンプレートを表示する。

骨折指標算出手段２４は、輪郭７０によって模式的に表される椎体の形態に基づき、脊椎疾患に関連する診断指標として椎体骨折についての所定の判定指標を算出する。図４は、椎体骨折の類型における輪郭７０が表す椎体の形態の模式図である。図４において左側が背側である。図４（ａ）は、椎体４４ｗの前縁寄りがつぶれた圧迫骨折における椎体の形態を表しており、当該形態は楔状椎（ウェッジ）と呼ばれる。図４（ｂ）は、椎体４４ｃが全体的につぶれた圧迫骨折における椎体の形態を表しており、当該形態は扁平椎（コンパウンド）と呼ばれる。図４（ｃ）は、椎体４４ｆの中央部がつぶれた圧迫骨折における椎体の形態を表しており、当該形態は陥凹椎又は既に述べた魚椎（フィッシュ）と呼ばれる。

椎体骨折のＸ線での定量的な判定基準として例えば、折笠肇，林泰史，福永仁夫他著「原発性骨粗鬆症の診断基準(２０００年度改訂版)」日骨代謝誌１８巻（２００１年），７６−８２頁に示されるものが存在する。当該基準では、楔状椎についての判定指標として注目椎体４４ｗの後縁高ｈ_Ｐに対する前縁高ｈ_Ａの比ＡＰＲ（≡ｈ_Ａ／ｈ_Ｐ）、扁平椎についての判定指標として注目椎体４４ｃの隣接椎体４４ａに対する前縁高同士の比又は後縁高同士の比のうち後者である隣接後縁高比ＨＰＲ（≡ｈ_Ｐ１／ｈ_Ｐ０）、陥凹椎についての判定指標として注目椎体４４ｆの前縁高ｈ_Ａ及び後縁高ｈ_Ｐそれぞれに対する中央高ｈ_Ｍの比ＭＡＲ（≡ｈ_Ｍ／ｈ_Ａ），ＭＰＲ（≡ｈ_Ｍ／ｈ_Ｐ）を示している。

具体的には、ＡＰＲが７５％未満であることが楔状椎の判定基準とされ、ＨＰＲが８０％未満であることが扁平椎の判定基準とされ、ＭＡＲ，ＭＰＲが８０％未満であることが陥凹椎の判定基準とされている。

骨折指標算出手段２４は、輪郭７０の前縁及び後縁に対応する辺の長さをそれぞれ前縁高ｈ_Ａ、後縁高ｈ_Ｐとして用い、楔状椎指標とする比ＡＰＲ、扁平椎指標とする比ＨＰＲを算出する。なお、本実施形態ではＨＰＲの算出において、注目椎体の後縁高をｈ_Ｐ１、その上側の隣接椎体の後縁高をｈ_Ｐ０とする。

また、骨折指標算出手段２４は、六角形の輪郭７０の追加した頂点間の距離を中央高ｈ_Ｍとして用い、陥凹椎指標とする比ＭＡＲ，ＭＰＲを算出する。

骨棘指定手段２６は、椎体像にて操作者による骨棘部分の指定を可能とする。図５は、側方Ｘ線画像における骨棘の模式図である。図５において左側が背側である。骨棘８０は骨膜を刺激して形成される骨であり、椎体４４の縁から脊柱の外側へ向けてくちばし状に突出する。骨棘８０は加齢と共に形成されることが多く、周囲の神経を刺激して痛みを生じ得る。側方からのＸ線画像では骨棘８０のうち前方へ突出するものが比較的良好に画像にて観察できる。そこで例えば、骨棘指定手段２６は、ＧＵＩ領域６４に表示させたボタンの操作により、椎体の上側前方（輪郭７０にて右上の頂点Ｒ_Ｕに対応）から突出する骨棘（上骨棘８０ｕ）の指定と、椎体の下側前方（輪郭７０にて右下の頂点Ｒ_Ｄに対応）から突出する骨棘（下骨棘８０ｄ）の指定とを操作者に選択可能とする。

図５（ａ）に示す例では、操作者は当該ボタン操作の後、骨棘の先端８４ｕ又は８４ｄを入力部１０を操作して指定すると、骨棘指定手段２６は、輪郭７０の上側前方又は下側前方の頂点Ｒ_Ｕ，Ｒ_Ｄのうちボタン指定された方に対応するものと、指定された先端Ｓ_Ｕ，Ｓ_Ｄとの間を結ぶ線分Ｒ_ＵＳ_Ｕ，Ｒ_ＤＳ_ＤをＸ線画像表示領域６２に表示する。上述の指定操作を上側と下側とについて順次行うことで、上骨棘８０ｕ及び下骨棘８０ｄをそれぞれ指定することができる。骨棘指定手段２６は、骨棘の先端の座標、及びそれが上骨棘か下骨棘かの情報を椎体の識別情報（胸椎又は腰椎の何番目の椎体かを示す情報）と対応付けて記憶部６に記憶させる。

また、骨棘指定手段２６は、図５（ｂ）に示すように、輪郭７０の前縁の辺上に点Ｑ_Ｕ，Ｑ_Ｄを指定可能とし、当該点と輪郭７０の前縁側の頂点と骨棘先端点とで定まる三角形ΔＲ_ＵＳ_ＵＱ_Ｕ，ΔＲ_ＤＳ_ＤＱ_Ｄが椎体像における骨棘部分を表すようにしてもよい。

骨棘指標算出手段２８は、骨棘部分の大きさに応じた骨棘指標を算出する。具体的には、骨棘指定手段２６により指定された骨棘先端までの線分の長さＲ_ＵＳ_Ｕ，Ｒ_ＤＳ_Ｄを算出し、その長さを骨棘指標とすることができる。また、骨棘部分を三角形で指定する場合には、当該三角形ΔＲ_ＵＳ_ＵＱ_Ｕ，ΔＲ_ＤＳ_ＤＱ_Ｄの面積を算出して骨棘指標としてもよい。

椎間板指標算出手段３０は、隣接配置される輪郭７０の互いに対抗する辺の位置関係に基づき、脊椎疾患に関連する診断指標として椎間板の変形に関する椎間板指標を算出する。図６は、側方Ｘ線画像における脊柱の腰椎部分に設定された輪郭７０の例を示す模式図である。演算処理部４は、仙骨（Ｓ）の終板を表す線分９０の設定を可能とし、操作者により設定された線分９０をＸ線画像表示領域６２に表示する。椎間板指標算出手段３０は、例えば、腰椎Ｌ１〜Ｌ５及び仙骨Ｓの椎間の椎間板に関する情報である椎間板高、椎間板角、椎間板面積、腰椎前彎角のうち予め定められた少なくとも１つを椎間板指標として求める。

椎間板高は、（１）上の椎体の終板中点における垂線の上下椎体間における長さ、（２）下の椎体の終板中点における垂線の上下椎体間における長さ、（３）上下椎体の終板中点相互を結ぶ線分の長さ、のいずれかで定義する。図６では輪郭７０を結ぶ線分７２は上記（３）の線分であり、図６に示す例では、この線分の長さを椎間板高とする。図７は２つの椎体の輪郭７０の位置関係の例を示す模式図である。この図には上下に並ぶ２つの椎体としてＬ１，Ｌ２を例示している。この図は、上記（１）の定義による椎間板高を示しており、線分７２（Ｐ_ＣＰ_Ｘ）はＬ１の輪郭７０のうち下の終板に対応する辺の中点Ｐ_Ｃにおける垂線であり、点Ｐ_Ｘはその垂線がＬ２の輪郭の上の終板に対応する辺と交わる点である。一方、上記（２）は上記（１）とは逆に、Ｌ２の上の辺の中点における垂線に基づいて椎間板高を定義するものである。なお、輪郭７０が六角形である場合には、中点Ｐ_Ｃや交点Ｐ_Ｘは終板の両端（つまり四角形の輪郭の頂点）を結ぶ線分上に設定することができる。

椎間板角は上下椎体の対向する終板のなす角度である。具体的には、椎間板指標算出手段３０は、上下椎体の輪郭７０の終板に対応する辺がなす角度θを椎間板角として求める。なお、輪郭７０が六角形である場合には、終板の両端を結ぶ直線がなす角度を椎間板角とすることができる。

椎間板面積は上下椎体の終板の両端で囲まれる面積であり、具体的には、椎間板指標算出手段３０は終板の両端として四角形の輪郭の頂点を用いて当該面積を算出する。

腰椎前彎角はＬ１の上側の終板とＬ５の上側の終板とがなす角度であり、具体的には、椎間板指標算出手段３０はＬ１，Ｌ５それぞれの四角形の輪郭の上辺がなす角度を求める。

すべり指標算出手段３２は脊椎疾患に関連する診断指標として注目椎体のすべりに関するすべり指標を算出する。図８はすべり指標を説明する模式図であり、腰椎Ｌ４，Ｌ５の輪郭７０が示されている。Ｌ４を注目椎体とする場合、その下に隣接する椎体Ｌ５の輪郭７０の後縁上側頂点Ｒ_ＢＵ１に対する、注目椎体Ｌ４の輪郭７０の後縁下側頂点Ｒ_ＢＤ０の前後方向の位置関係に基づいて、すべり指標が算出される。例えば、すべり指標算出手段３２は、注目椎体の輪郭７０の後縁に対応する辺Ｒ_ＢＵ０Ｒ_ＢＤ０の延長線１００と、下位椎体の輪郭７０の上縁に対応する辺に沿った直線１０２との交点Ｐ_Ｓを算出し、線分Ｒ_ＢＵ１Ｐ_Ｓの長さＬ_Ｓをずれの絶対値とする。例えば、注目椎体の後縁下側頂点Ｒ_ＢＤ０の前方への移動をずれの正方向とし、交点Ｐ_Ｓが頂点Ｐ_ＢＵ１より前方に位置する場合のずれ量ＳＨをＬ_Ｓ、交点Ｐ_Ｓが頂点Ｐ_ＢＵ１より後方に位置する場合のずれ量ＳＨを−Ｌ_Ｓと定義する。すべり指標算出手段３２は、下位椎体の輪郭７０の上縁に対応する辺の長さＬ_Ｕに対するずれ量ＳＨの比（ＳＨ／Ｌ_Ｕ）をすべり指標として算出する。すべり指標は、例えば、Ｌ１〜Ｌ５を注目椎体として算出される。なお、Ｌ５を注目椎体とする場合は、仙骨Ｓを表す図６の線分９０を下位椎体の上縁として、長さＬ_Ｓ及びＬ_Ｕが計測される。

石灰化指標算出手段３４は、脊柱の前方に位置する大動脈の石灰化に関する石灰化指標を求める。Ｘ線画像における椎体像の輝度値に基づいて骨密度を推定することが行われるが、石灰化した大動脈は正面Ｘ線画像にて椎体像と重畳し、当該骨密度を実際より高く見せる。図９は、Ｘ線画像表示領域６２の表示例を示す模式図であり、石灰化指標算出手段３４の機能を説明する図である。石灰化の影響を把握するために、Ｘ線画像表示領域６２に表示された側方Ｘ線画像にて、操作者が脊柱の前方に位置する動脈の石灰化により白く写っている部分の上端と下端とを指定すると、石灰化指標算出手段３４はその間に石灰化の範囲を示す矩形のオブジェクト１１０を表示させると共に、当該石灰化の範囲α１〜α３を単純に合計した総長さや、重複を除いた和長さを石灰化指標として算出する。

指標表示手段３６は、上述した各種指標値をモニタ装置に表示する。例えば、図３に示す画面６０にて、処理結果表示領域６８を設け、当該領域に上記指標値を並べて表示する。

上述した脊椎疾患診断支援装置２は、演算処理部４として、本システムの処理を行う専用のハードウェアを作ることも可能であるが、本実施形態では演算処理部４は、コンピュータ及び、当該コンピュータ上で実行され、Ｘ線画像表示手段２０、輪郭設定手段２２、骨折指標算出手段２４、骨棘指定手段２６、骨棘指標算出手段２８、椎間板指標算出手段３０、すべり指標算出手段３２、石灰化指標算出手段３４として機能するプログラムを用いて構築される。

なお、上述の実施形態では、椎体の輪郭７０は四角形とした。このように四角形とすることは、椎体を側面から見た形状が略四角形であること、及び、操作者が頂点を指定して形状を特定する作業は頂点の数が少ないほど負荷が少ないことから好適である。しかしながら、本発明はこれに限定されるわけではなく、輪郭７０を他の形状としてもよい。例えば、魚椎を想定した六角形を輪郭７０の基本形状とし、演算処理部４がテンプレートとして六角形のものを当初から生成・表示してもよい。また、輪郭設定手段２２は、Ｘ線画像における椎体の実際の輪郭上に４つ以上の任意の点を操作者が指定することを可能として、指定された複数の点を結ぶ多角形又は閉曲線を輪郭７０としてＸ線画像表示領域６２に表示してもよい。その場合に、演算処理部４は、表示している輪郭７０とは別に内部処理用に、操作者が指定した複数の点で表される形状を好適に近似する四角形や六角形を求め、前縁高ｈ_Ａ、後縁後ｈ_Ｐ、中央高ｈ_Ｍを決定し、指標算出処理を行うことができる。

２脊椎疾患診断支援装置、４演算処理部、６記憶部、８表示部、１０入力部、２０Ｘ線画像表示手段、２２輪郭設定手段、２４骨折指標算出手段、２６骨棘指定手段、２８骨棘指標算出手段、３０椎間板指標算出手段、３２すべり指標算出手段、３４石灰化指標算出手段、３６指標表示手段、４０脊椎、４２椎骨、４４椎体、４６椎間板、４８，５０終板、６０画面、６２Ｘ線画像表示領域、６４ＧＵＩ領域、６６画像情報領域、６８処理結果表示領域、７０輪郭、８０骨棘。

Claims

脊椎の側面からのＸ線画像を画面に表示するＸ線画像表示手段と、
操作者に前記Ｘ線画像上で椎体輪郭として四角形を設定させることを可能とし、当該椎体輪郭を椎体像に重ねて表示する輪郭設定手段と、
前記椎体輪郭の形状又は位置関係に基づいて、脊椎疾患に関連する複数の所定の診断指標を算出する疾患指標算出手段と、
注目椎体の下に隣接する椎体の前記椎体輪郭の後縁上側頂点に対する当該注目椎体の前記椎体輪郭の後縁下側頂点の前後方向の位置関係に基づき、前記診断指標として前記注目椎体のすべりに関するすべり指標を算出するすべり指標算出手段と、
前記診断指標を前記画面に表示する指標表示手段と、
を有し、
前記輪郭設定手段は、前記椎体輪郭となる５個の矩形を順に線分で連結した腰椎のテンプレートを、前記Ｘ線画像上で操作者が腰椎像に移動させることができるように表示し、かつ、前記Ｘ線画像上で操作者による仙骨の終板を表す線分の設定を可能とし、
前記すべり指標算出手段は、前記腰椎像に重ねられた前記テンプレートの前記各矩形に対応する椎体を前記注目椎体として前記すべり指標を算出し、前記注目椎体が前記腰椎の最も下の椎体である場合には、前記仙骨の終板を表す線分を前記注目椎体の下に隣接する椎体の上縁として前記すべり指標を算出すること、
を特徴とする脊椎疾患診断支援装置。
請求項１に記載の脊椎疾患診断支援装置において、
前記疾患指標算出手段は、前記四角形における前記椎体像の前縁及び後縁に対応する辺の長さに基づき、前記診断指標として椎体骨折についての複数の所定の判定指標を算出する骨折指標算出手段を含むこと、
を有することを特徴とする脊椎疾患診断支援装置。
請求項２に記載の脊椎疾患診断支援装置において、
前記骨折指標算出手段は、前記判定指標として、注目椎体の後縁高に対する前縁高の比で表される楔状椎指標、及び前記注目椎体の隣接椎体に対する前記前縁高又は前記後縁高の比で表される扁平椎指標を算出すること、
を特徴とする脊椎疾患診断支援装置。
請求項３に記載の脊椎疾患診断支援装置において、
前記輪郭設定手段は、前記椎体像にて前記椎体の中央高に対応する位置に前記操作者による前記椎体輪郭の追加頂点の設定を可能とし、
前記骨折指標算出手段は、前記判定指標として、前記注目椎体の前記前縁高及び前記後縁高それぞれに対する前記中央高の比で表される陥凹椎指標をさらに算出すること、
を特徴とする脊椎疾患診断支援装置。
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の脊椎疾患診断支援装置において、
前記椎体像にて前記操作者による骨棘部分の指定を可能とする骨棘指定手段を有し、
前記疾患指標算出手段は、前記診断指標として前記骨棘部分の大きさに応じた骨棘指標を算出する骨棘指標算出手段を含むこと、
を特徴とする脊椎疾患診断支援装置。
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の脊椎疾患診断支援装置において、
隣接配置される前記椎体輪郭の互いに対抗する辺の位置関係に基づき、前記診断指標として椎間板の変形に関する椎間板指標を算出する椎間板指標算出手段を有すること、
を特徴とする脊椎疾患診断支援装置。
コンピュータを、
脊椎の側面からのＸ線画像を画面に表示するＸ線画像表示手段、
操作者に前記Ｘ線画像上で椎体輪郭として四角形を設定させることを可能とし、当該椎体輪郭を椎体像に重ねて表示する輪郭設定手段、
前記椎体輪郭の形状又は位置関係に基づいて、脊椎疾患に関連する複数の所定の診断指標を算出する疾患指標算出手段、
注目椎体の下に隣接する椎体の前記椎体輪郭の後縁上側頂点に対する当該注目椎体の前記椎体輪郭の後縁下側頂点の前後方向の位置関係に基づき、前記診断指標として前記注目椎体のすべりに関するすべり指標を算出するすべり指標算出手段、及び
前記診断指標を前記画面に表示する指標表示手段、
として機能させ、
前記輪郭設定手段は、前記椎体輪郭となる５個の矩形を順に線分で連結した腰椎のテンプレートを、前記Ｘ線画像上で操作者が腰椎像に移動させることができるように表示し、かつ、前記Ｘ線画像上で操作者による仙骨の終板を表す線分の設定を可能とし、
前記すべり指標算出手段は、前記腰椎像に重ねられた前記テンプレートの前記各矩形に対応する椎体を前記注目椎体として前記すべり指標を算出し、前記注目椎体が前記腰椎の最も下の椎体である場合には、前記仙骨の終板を表す線分を前記注目椎体の下に隣接する椎体の上縁として前記すべり指標を算出すること、
を特徴とする脊椎疾患診断支援プログラム。