JPH0690941A - Quantitative analysis of osteosalt - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】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なう方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for quantifying bone mineral in the human body, and more particularly to a method for quantitatively analyzing bone mineral using the energy subtraction technique.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art Bone mineral quantification, that is, quantitative measurement of the amount of calcium in bone, is necessary for preventing fractures. That is, knowing the minute changes in calcium in the bone enables early detection of osteoporosis and is effective in preventing fractures.
【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。Conventionally, various methods for quantifying bone mineral as listed below have been proposed and implemented.
【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わす椎骨の測
定ができないという欠点がある。I) MD method (Microdensitometry): This is an X-ray photography of the middle phalange with an aluminum step wedge (stepwise pattern), and the density is measured by a densitometer,
The amount of X-ray absorption is converted corresponding to the aluminum step wedge, and the value is corrected according to the bone width to quantify bone mineral. The device configuration is simple, but there is a problem in quantitative accuracy. In addition, there is a drawback in that the vertebra, which most commonly represents osteoporosis, cannot be measured.
【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。Ii) SPA method (Single Photon Absorptiome
try): This is 15 cm after low-energy gamma rays penetrate the bone
It is detected by a scintillation detector that is far away, and the weight per unit length of the bone is calculated from the analog calculation by the change of the count number of γ-rays, which is more accurate than the MD method. However, it also has the drawback that it cannot measure the vertebrae, and it requires special management due to the use of radioisotopes and has the drawback that the radiation source must be replaced because it has a half-life period.
【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153 Ｇl 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。Iii) DPA method (Dual Photon Absorptiome)
try): This uses 153 Gl, which is a nuclide having two energy peaks of 44 KeV and 100 KeV, as a radiation source.
The amount of bone mineral is measured by the difference in the amount of bone penetration of the energy rays of the species. The amount of bone mineral in the lumbar spine and femoral neck is measured.
Also, there is an advantage that it is possible to measure the bone mineral content and the fat content of the whole body with high accuracy, but this also has a difficulty associated with the use of the radioisotope. Moreover, since the irradiation of radiation is a scanning method, there is a problem that the examination time is as long as 10 minutes for the lumbar spine and 30-40 minutes for the whole body.
【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。Iv) QDR method (Quantitative Digited Radi
This is almost the same as the DPA method, but two types of energy are obtained by combining a pulsed X-ray with a filter instead of a radioisotope, which gives good reproducibility and inspection. Save time (DPA
About 1/3 of) is effective. Although this method is the most expected method from the viewpoints of both simplicity and performance, even though the examination time has been shortened, it takes about 6 minutes to image the lumbar spine, and further reduction is desired.
【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なうものであり、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。V) QCT method (Quantitative Computer Tom)
(ography): This is a method for quantitatively determining the bone mineral content of the third lumbar vertebra mainly by CT number using X-ray CT, and it is possible to quantify by cross-section, but the problem is that the device becomes large-scale. There is.
【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
行な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。Vi) DQCT method (Dual energy Quantitativ)
e Computer Tomography): This is a method for quantifying bone mineral by performing energy subtraction using two types of energy in the QCT method, and is advantageous in that quantification can be performed without the influence of fat in bone tissue. However, this also has a problem that the device becomes large-scale.
【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。As enumerated above, the conventional methods for quantifying bone mineral have the problems that a simple method has low accuracy, and a high accuracy method requires a large apparatus and a long inspection time.
【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。Therefore, the present applicant has proposed a bone mineral quantitative analysis method using energy subtraction using a stimulable phosphor sheet (see JP-A-4-11473). The method using this energy subtraction means that each of two or more stimulable phosphor sheets is irradiated with radiation having different energies transmitted through a subject including soft tissue and bone tissue, and a radiation image of the subject. Is stored and recorded, these sheets are scanned with excitation light to photoelectrically read the radiation image and converted into a digital image signal, and the digital image signal is subtracted between corresponding pixels of each image to obtain a radiation image. In energy subtraction to obtain a difference signal forming an image of only the bone tissue, the bone mineral reference simulating a human bone in which the bone mineral content is changed stepwise is obtained at the same time when the radiation image of the subject is obtained. , By comparing the density of the shadow of the bone tissue and the density of the bone mineral reference on the image of the bone tissue alone (bone image) A method of quantifying the amount of salt.
【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なうようにしている。Furthermore, this method corrects so-called shading such as unevenness of the stimulable phosphor sheet, irradiation unevenness of radiation, and reading unevenness from the stimulable phosphor sheet irradiated with radiation having different energies that does not pass through the subject. Is obtained and subtraction is performed between this image signal and the radiation image to correct the shading and perform a more accurate bone mineral quantitative analysis.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】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
行なうため、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濃度が薄
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。However, in the energy subtraction as described above, since an image is photographed using X-rays having a broad energy distribution, the energy distribution of X-rays transmitted through the subject is high as a whole. The phenomenon of so-called beam hardening, which is biased toward the energy side, occurs. That is, due to this beam hardening, for example, on an image from which soft tissue has been erased, even in the same bone structure, the bone in the thick part of the subject has a lower density of the bone than the bone in the thin part of the subject. Happens. This causes a problem that the bone density and the amount of bone mineral measured in the above-described bone mineral quantification are affected by the thickness of the soft tissue overlapping the bone, and the measurement accuracy is deteriorated.
【００１４】本発明は、上記事情に鑑み、ビームハード
ニングの影響を低減することにより、被写体厚の影響を
受けずに測定精度のよい骨塩定量を行なう分析方法を提
供することを目的とするものである。In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide an analysis method for performing bone mineral quantification with good measurement accuracy by reducing the effect of beam hardening, without being affected by the subject thickness. It is a thing.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的は、被写体厚に
対応する校正曲線または校正式を求め、この校正曲線ま
たは校正式を適切に選択して用いることにより達成され
る。The above-mentioned object can be achieved by obtaining a calibration curve or a calibration formula corresponding to the subject thickness, and appropriately selecting and using the calibration curve or the calibration formula.
【００１６】本発明の第１の骨塩定量分析方法は、厚さ
の異なる軟部組織に対応する複数の、放射線画像の信号
値（骨を示す信号値）に対する骨塩量の校正曲線を求め
る第１の工程と、軟部組織の厚さに対応する校正曲線を
選択し、エネルギーサブトラクション処理により得られ
た骨部画像における関心領域の信号値と前記校正曲線か
ら骨塩量を求める第２の工程とからなることを特徴とす
るものである。A first method for quantitatively analyzing bone mineral according to the present invention is a method for obtaining a calibration curve of the amount of bone mineral with respect to a plurality of signal values of a radiographic image (signal values indicating bone) corresponding to soft tissues having different thicknesses. 1 step and a second step of selecting a calibration curve corresponding to the thickness of the soft tissue and obtaining a bone mineral content from the signal value of the region of interest in the bone image obtained by energy subtraction processing and the calibration curve It is characterized by consisting of.
【００１７】具体的に第１の工程は、所定の骨塩量を有
する基準骨塩ブロックに軟部組織と放射線吸収係数の等
価な物質からなる軟部組織の厚さを近似するためのシー
トを重ね合わせ、該シートの厚さを変化させながらその
都度互いに異なるエネルギーの放射線を照射することに
より得られた複数の放射線画像のうち１つの放射線画像
における軟部組織の厚さに対応するシートの信号値を求
め、前記複数の放射線画像を用いて前記シートの厚さに
応じた信号値を補正して骨塩ブロックのみの画像を得る
エネルギーサブトラクション処理を行ない、このエネル
ギーサブトラクション処理により得られた骨塩ブロック
画像に基づいて、厚さの異なる軟部組織に対応するシー
トの信号値毎に、放射線画像の信号値に対する骨塩量の
校正曲線を求めるものである。Specifically, in the first step, a sheet for approximating the thickness of soft tissue composed of a substance having a radiation absorption coefficient equivalent to that of soft tissue is superposed on a reference bone mineral block having a predetermined amount of bone mineral. , A signal value of the sheet corresponding to the thickness of the soft tissue in one radiation image among a plurality of radiation images obtained by irradiating radiation of different energy each time while changing the thickness of the sheet , Performing energy subtraction processing to obtain an image of only the bone mineral block by correcting the signal value according to the thickness of the sheet using the plurality of radiographic images, to the bone mineral block image obtained by this energy subtraction processing Based on this, for each signal value of the sheet corresponding to soft tissue of different thickness, a calibration curve of the bone mineral content with respect to the signal value of the radiation image is obtained. Than it is.
【００１８】すなわち、基準骨塩ブロックとシートを重
ね合わせたものは骨部組織と軟部組織が重なった状態を
示し、これに互いに異なるエネルギーの放射線を照射し
て高圧画像と低圧画像を得る。この放射線撮影をシート
の厚さを変化させながらその都度行なう。このときに、
低圧画像におけるシートの信号値を求めておく。このシ
ートの信号値は、１対１で校正曲線に対応するので、後
に求める被写体の軟部組織の厚さがわからなくても、そ
の軟部組織の信号値とこのシートの信号値を対応させる
ことにより適切な校正曲線を選択することができる。次
いで、前記高圧画像と低圧画像を用いて基準骨塩ブロッ
クのみを抽出するエネルギーサブトラクション処理を行
なう。このサブトラクション処理により得られた基準骨
塩ブロックの画像より複数の校正曲線を求める。この基
準骨塩ブロックは、骨塩量が異なった複数のセクション
から構成されたものであり、かつその骨塩量は予め知ら
れているので、各セクションの信号値と骨塩量とを対応
させることができる。これより、各シートの信号値毎に
骨塩ブロックの信号値に対する骨塩量の校正曲線を求め
ることができる。That is, the reference bone mineral block and the sheet superposed show a state in which the bone tissue and the soft tissue are overlapped, and the high-pressure image and the low-voltage image are obtained by irradiating with radiation of different energies. This radiography is performed each time the thickness of the sheet is changed. At this time,
The signal value of the sheet in the low-voltage image is obtained. Since the signal value of this sheet corresponds to the calibration curve on a one-to-one basis, it is appropriate to make the signal value of this soft tissue correspond to the signal value of this sheet even if the thickness of the soft tissue of the subject to be obtained later is unknown. You can select a different calibration curve. Next, energy subtraction processing is performed to extract only the reference bone mineral block using the high-voltage image and the low-voltage image. A plurality of calibration curves are obtained from the image of the reference bone mineral block obtained by this subtraction process. Since this reference bone mineral block is composed of a plurality of sections having different bone mineral contents, and the bone mineral content is known in advance, the signal value of each section and the bone mineral content are associated with each other. be able to. From this, a calibration curve of the amount of bone mineral with respect to the signal value of the bone mineral block can be obtained for each signal value of each sheet.
【００１９】また、第２の工程は、互いに異なるエネル
ギーの放射線を、軟部組織と骨部組織とからなる被写体
に照射することにより形成された複数の放射線画像のう
ち１つの放射線画像における関心領域周辺の軟部組織の
信号値を求め、該信号値から該軟部組織の厚さに対応す
るシートの信号値を求め、該シートの信号値に基づいて
前記複数の校正曲線の中から該被写体に対応する校正曲
線を求め、前記複数の放射線画像を用いて行なわれた軟
部組織を消去するエネルギーサブトラクション処理によ
り前記被写体の骨部画像を生成し、該骨部画像における
前記関心領域の信号値を求め、この信号値と前記校正曲
線とから骨塩量を求めるものである。In the second step, the periphery of the region of interest in one radiation image among a plurality of radiation images formed by irradiating radiations having energies different from each other on a subject composed of soft tissue and bone tissue. Signal value of the soft tissue is obtained, the signal value of the sheet corresponding to the thickness of the soft tissue is obtained from the signal value, and the subject is selected from the plurality of calibration curves based on the signal value of the sheet. A calibration curve is obtained, a bone part image of the subject is generated by an energy subtraction process that erases soft tissue performed using the plurality of radiation images, and a signal value of the region of interest in the bone part image is obtained. The amount of bone mineral is obtained from the signal value and the calibration curve.
【００２０】先ず、互いに異なるエネルギーの放射線
を、軟部組織と骨部組織とからなる被写体に照射するこ
とにより形成された複数の放射線画像を得る。この放射
線画像のうち低圧画像における関心領域（骨塩量を測定
するべき骨部組織の部位）周辺の軟部組織の信号値を求
め、この信号値を第１の工程におけるシートの信号値と
対応せしめて前記軟部組織に適した校正曲線を求める。
次いで、前記複数の放射線画像を用いて軟部組織を消去
するエネルギーサブトラクション処理を行ない前記被写
体の骨部画像を得る。この骨部画像における関心領域の
信号値を求め、前記校正曲線上でこの信号値に対応する
骨塩量を求めることができる。First, a plurality of radiation images formed by irradiating a subject composed of soft tissue and bone tissue with radiation having different energies. The signal value of the soft tissue around the region of interest (the site of the bone tissue where the bone mineral content is to be measured) in the low-pressure image of this radiographic image is obtained, and this signal value is made to correspond to the signal value of the sheet in the first step. Then, a calibration curve suitable for the soft tissue is obtained.
Next, an energy subtraction process for eliminating soft tissue is performed using the plurality of radiation images to obtain a bone part image of the subject. The signal value of the region of interest in this bone part image can be obtained, and the bone mineral content corresponding to this signal value can be obtained on the calibration curve.
【００２１】また、本発明の第２の骨塩定量方法は、厚
さの異なる軟部組織に対応する複数の、標準化した放射
線画像の信号値（標準化信号値）に対する骨塩量の校正
曲線を求め、この校正曲線を用いて軟部組織の信号値の
２次関数を係数とする校正式を求める第１の工程と、低
圧画像における軟部組織の信号値を前記２次関数に代入
して前記校正式の係数を求め、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おける関心領域の信
号値を前記校正式に代入して骨塩量を求める第２の工程
とからなることを特徴とするものである。Further, the second method for quantifying bone mineral of the present invention obtains a calibration curve of the amount of bone mineral with respect to a plurality of standardized radiation image signal values (standardized signal values) corresponding to soft tissues having different thicknesses. A first step of obtaining a calibration equation using a quadratic function of the signal value of the soft tissue using this calibration curve, and substituting the signal value of the soft tissue in the low-voltage image into the quadratic function And a signal value of a region of interest in the bone part image obtained by the energy subtraction process is substituted into the calibration formula to obtain the amount of bone mineral.
【００２２】具体的に第１の工程は、所定の骨塩量を有
する基準骨塩ブロックに軟部組織と放射線吸収係数の等
価な物質からなる軟部組織の厚さを近似するための所定
の厚さのシートを重ね合わせてなる標準ブロックと、別
の基準骨塩ブロックに軟部組織と放射線吸収係数の等価
な物質からなる、軟部組織の厚さを近似するための厚さ
を必要に応じて変えられるシートを重ね合わせてなる可
変ブロックとを形成し、該可変ブロックのシートの厚さ
を変化させながらその都度互いに異なるエネルギーの放
射線を前記標準ブロックと前記可変ブロックとに照射す
ることにより得られた複数の放射線画像のうち１つの放
射線画像における軟部組織の厚さに対応するシートの信
号値を求め、前記複数の放射線画像を用いて前記シート
の厚さに応じた信号値を補正して骨塩ブロックのみの画
像を得るエネルギーサブトラクション処理を行ない、こ
のエネルギーサブトラクション処理により得られた標準
ブロック画像および可変ブロック画像のデジタル画像信
号を式、 ＱＬ＝［Ｂ１−Ｓ１］／［（Ｂ２−Ｓ２）Av］ （但しＱＬは標準化信号値、Ｂ１は可変ブロックの骨の
信号値、Ｓ１は残存するシートの信号値、Ｂ２は標準ブ
ロックの骨の信号値、Ｓ２は残存するシートの信号値で
あり、Ａｖは（Ｂ２−Ｓ２）の平均値を示す）に代入し
て標準化信号値を得て、厚さの異なるシート毎に、前記
標準化信号値に対する骨塩量の校正曲線を求め、この複
数の校正曲線と、ａ、ｂ、ｃそれぞれが前記複数の放射
線画像のうちの低圧画像におけるシートの厚さを示す信
号値の２次関数である校正式、 ａ＋ｂｘ＋ｃｘ2 ＝ｙ （但しｘは標準化信号値、ｙは骨塩量である）とを用い
て最小２乗法により、ａ、ｂ、ｃの２次関数をそれぞれ
求めるものである。Specifically, in the first step, a reference bone mineral block having a predetermined amount of bone mineral has a predetermined thickness for approximating the thickness of the soft tissue composed of a substance having a radiation absorption coefficient equivalent to that of the soft tissue. The thickness for approximating the thickness of soft tissue can be changed as needed, consisting of a standard block made by overlapping sheets of the A plurality of sheets obtained by forming a variable block formed by stacking sheets and irradiating the standard block and the variable block with radiation having different energies each time while changing the thickness of the sheets of the variable block. Of the radiation images, the signal value of the sheet corresponding to the thickness of the soft tissue in one of the radiation images is obtained, and a signal corresponding to the thickness of the sheet is obtained using the plurality of radiation images. Energy subtraction processing is performed to obtain an image of only the bone mineral block by correcting the values, and the digital image signals of the standard block image and the variable block image obtained by this energy subtraction processing are expressed by the formula: QL = [B1-S1] / [ (B2-S2) Av ] (where, QL is a standardized signal value, B1 is a variable block bone signal value, S1 is a remaining sheet signal value, B2 is a standard block bone signal value, and S2 is a remaining sheet signal value. Is a signal value, Av is an average value of (B2-S2)) to obtain a standardized signal value, and a calibration curve of the bone mineral content with respect to the standardized signal value is obtained for each sheet having a different thickness. A calibration equation in which each of a, b, and c is a quadratic function of a signal value indicating the thickness of the sheet in the low-pressure image among the plurality of radiographic images, and bx + cx 2 = y (where x is normalized signal values, y is a is bone mineral density) by the least square method using the, and requests a, b, a quadratic function of c, respectively.
【００２３】先ず、基準骨塩ブロックに所定の厚さのシ
ートを重ね合わせてなる標準ブロックと、別の基準骨塩
ブロックに厚さを必要に応じて変えられるシートを重ね
合わせてなる可変ブロックとを形成せしめる。この厚さ
を必要に応じて変えられるシートとは、重ね合わせるシ
ートの枚数を変えることによりその厚さを変えるものを
意味する。この２つのブロックに互いに異なるエネルギ
ーの放射線を照射して高圧画像と低圧画像を得る。この
放射線撮影を可変ブロックのシートの厚さを変化させな
がらその都度行なう。このときに、低圧画像における該
可変ブロックのシートの信号値を求めておく。このシー
トの信号値は、１対１で校正曲線に対応するものであ
り、後に校正式の係数を求める際に用いるものである。
次いで、標準ブロックと可変ブロックにおいて前記高圧
画像と低圧画像を用いて基準骨塩ブロックのみを抽出す
るエネルギーサブトラクション処理を行なう。このよう
に２つの骨塩ブロックの画像を得るのは、以下に説明す
るように標準化信号値を求めるためであり、この標準化
信号値は放射線の照射ごとの管電圧のばらつきを抑える
ものである。この標準ブロック画像および可変ブロック
画像のデジタル画像信号を式、 ＱＬ＝［Ｂ１−Ｓ１］／［（Ｂ２−Ｓ２）Av］ （但しＱＬは標準化信号値、Ｂ１は可変ブロックの骨の
信号値、Ｓ１は残存するシートの信号値、Ｂ２は標準ブ
ロックの骨の信号値、Ｓ２は残存するシートの信号値で
あり、Ａｖは（Ｂ２−Ｓ２）の平均値を示す）に代入し
て標準化信号値を得る。ここで、Ｓ１、Ｓ２で示される
残存するシートの信号値とは、先のエネルギーサブトラ
クション処理により完全には消去しきれない場合のシー
トの信号値を意味するものである。この標準化信号値を
用いて、各可変ブロックのシートの信号値毎に該標準化
信号値に対する骨塩量の校正曲線を求める。First, a standard block formed by stacking a sheet having a predetermined thickness on a reference bone mineral block, and a variable block formed by stacking a sheet whose thickness can be changed as needed on another reference bone mineral block. To form. The sheet whose thickness can be changed as necessary means a sheet whose thickness can be changed by changing the number of sheets to be overlapped. Radiation with different energies is applied to these two blocks to obtain a high-voltage image and a low-voltage image. This radiography is performed each time the thickness of the variable block sheet is changed. At this time, the signal value of the variable block sheet in the low-voltage image is obtained. The signal value of this sheet corresponds to the calibration curve on a one-to-one basis and is used later when obtaining the coefficient of the calibration formula.
Next, an energy subtraction process is performed in the standard block and the variable block to extract only the reference bone mineral block using the high-voltage image and the low-voltage image. The images of the two bone mineral blocks are thus obtained in order to obtain a standardized signal value as described below, and the standardized signal value suppresses variations in tube voltage between irradiations of radiation. The digital image signals of the standard block image and the variable block image are expressed by the following equation: QL = [B1-S1] / [(B2-S2) Av ] (where QL is a standardized signal value, B1 is a variable block bone signal value, S1 Is the signal value of the remaining sheet, B2 is the signal value of the bone of the standard block, S2 is the signal value of the remaining sheet, and Av is the average value of (B2-S2)) and substitutes the standardized signal value. obtain. Here, the signal value of the remaining sheet indicated by S1 and S2 means the signal value of the sheet when it cannot be completely erased by the previous energy subtraction processing. Using this standardized signal value, a calibration curve of the amount of bone mineral with respect to the standardized signal value is obtained for each signal value of the sheet of each variable block.
【００２４】ａ＋ｂｘ＋ｃｘ2 ＝ｙ （但しｘは標準化信号値、ｙは骨塩量である） このとき校正曲線の係数ａ、ｂ、ｃは前記複数の放射線
画像のうちの低圧画像におけるシートの厚さを示す信号
値の２次関数で近似でき、 ｋ＋ｌｚ＋ｍｚ2 ＝ａ ｋ′＋ｌ′ｚ＋ｍ′ｚ2 ＝ｂ ｋ″＋ｌ″ｚ＋ｍ″ｚ2 ＝ｃ （但しｚは軟部組織の信号値である） 最小２乗法により、ａ、ｂ、ｃを決定する２次関数の係
数をそれぞれ求めることができる。A + bx + cx 2 = y (where x is a standardized signal value and y is the amount of bone mineral) At this time, the coefficients a, b and c of the calibration curve are the thickness of the sheet in the low pressure image among the plurality of radiographic images. Can be approximated by a quadratic function of the signal value, and k + lz + mz 2 = a k ′ + l′ z + m′z 2 = b k ″ + l ″ z + m ″ z 2 = c (where z is the signal value of soft tissue) minimum 2 The coefficient of the quadratic function that determines a, b, and c can be obtained by the multiplication method.
【００２５】また、第２の工程は、互いに異なるエネル
ギーの放射線を、軟部組織と骨部組織とからなる被写体
と前記標準ブロックに照射することにより形成された複
数の放射線画像のうち１つの放射線画像における関心領
域周辺の軟部組織の信号値を用いて前記２次式により、
ａ、ｂ、ｃを求めることにより前記校正式を求め、前記
複数の放射線画像を用いて行なわれた軟部組織を消去す
るエネルギーサブトラクション処理により前記被写体の
骨部画像を生成し、該骨部画像における前記関心領域の
信号値と該関心領域の周辺部の信号値とを式、 ＱＬ′＝［Ｂ１′−Ｓ１′］／［（Ｂ２−Ｓ２）Av］ （但しＱＬ′は標準化信号値、Ｂ１′は関心領域の信号
値、Ｓ１′は関心領域の周辺部の信号値、Ｂ２は標準ブ
ロックの骨の信号値、Ｓ２は残存するシートの信号値で
あり、Ａｖは（Ｂ２−Ｓ２）の平均値を示す）に代入し
て標準化信号値を得て、この標準化信号値を前記校正式
に代入して骨塩量を求めるものである。In the second step, one of a plurality of radiographic images formed by irradiating the standard block and the subject composed of soft tissue and bone tissue with radiation having different energies. By using the signal value of the soft tissue around the region of interest in
The calibration formula is obtained by obtaining a, b, and c, and the bone part image of the subject is generated by the energy subtraction process that erases the soft tissue performed using the plurality of radiation images, and The signal value of the region of interest and the signal value of the peripheral portion of the region of interest are expressed by the following equation: QL '= [B1'-S1'] / [(B2-S2) Av ] (where QL 'is a standardized signal value, B1'. Is the signal value of the region of interest, S1 'is the signal value of the peripheral portion of the region of interest, B2 is the signal value of the bone of the standard block, S2 is the signal value of the remaining sheet, and Av is the average value of (B2-S2). Is shown) to obtain a standardized signal value, and the standardized signal value is substituted into the calibration formula to obtain the bone mineral content.
【００２６】先ず、互いに異なるエネルギーの放射線
を、軟部組織と骨部組織とからなる被写体と前記標準ブ
ロックに照射することにより形成された複数の放射線画
像を得る。この放射線画像のうち低圧画像における関心
領域周辺の軟部組織の信号値を求め、この信号値をａ、
ｂ、ｃの２次関数における前記シートの信号値に代入し
てａ、ｂ、ｃを求めることにより前記校正式を求める。
次いで、前記複数の放射線画像を用いて軟部組織を消去
するエネルギーサブトラクション処理を行ない前記被写
体の骨部画像と骨塩ブロック画像を得る。この骨部画像
における関心領域の信号値と該関心領域の周辺部の信号
値とを式、 ＱＬ′＝［Ｂ１′−Ｓ１′］／［（Ｂ２−Ｓ２）Av］ （但しＱＬ′は標準化信号値、Ｂ１′は関心領域の信号
値、Ｓ１′は関心領域の周辺部の信号値、Ｂ２は標準ブ
ロックの骨の信号値、Ｓ２は残存するシートの信号値で
あり、Ａｖは（Ｂ２−Ｓ２）の平均値を示す）に代入し
て標準化信号値を得る。この標準化信号値を前記校正式
に代入して骨塩量を求めることができる。First, a plurality of radiographic images formed by irradiating the standard block and the subject composed of soft tissue and bone tissue with radiation having different energies are obtained. The signal value of the soft tissue around the region of interest in the low-voltage image of this radiographic image is obtained, and this signal value is a,
The calibration formula is obtained by substituting the sheet signal value in the quadratic function of b and c to obtain a, b and c.
Then, an energy subtraction process for eliminating soft tissue is performed using the plurality of radiation images to obtain a bone part image and a bone mineral block image of the subject. The signal value of the region of interest in this bone part image and the signal value of the peripheral part of the region of interest are expressed by the following equation: QL '= [B1'-S1'] / [(B2-S2) Av ] (where QL 'is a standardized signal Value, B1 'is the signal value of the region of interest, S1' is the signal value of the peripheral portion of the region of interest, B2 is the signal value of the bone of the standard block, S2 is the signal value of the remaining sheet, and Av is (B2-S2 ), Which represents the average value of), to obtain a standardized signal value. This standardized signal value can be substituted into the calibration formula to determine the bone mineral content.
【００２７】本発明において用いられる、軟部組織と放
射線吸収係数の等価な物質からなる軟部組織の厚さを近
似するためのシートとしては、例えばアクリル、ポリス
チレン、ポリカーボネート等のプラスチック材料が挙げ
られるが、これらに限定されるものではない。Examples of the sheet for approximating the thickness of the soft tissue, which is made of a substance having a radiation absorption coefficient equivalent to that of the soft tissue, used in the present invention include plastic materials such as acrylic, polystyrene and polycarbonate. It is not limited to these.
【００２８】[0028]
【作用】本発明の第１の骨塩定量分析方法は、厚さの異
なる軟部組織に対応する複数の、放射線画像の信号値
（骨を示す信号値）に対する骨塩量の校正曲線を求め、
軟部組織の厚さに対応する校正曲線を選択し、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おけ
る関心領域の信号値と前記校正曲線から骨塩量を求める
ようにしたため、被写体あるいは軟部組織の厚さの影響
を受けずに測定精度のよい骨塩定量を行なうことが可能
となる。According to the first method for quantitatively analyzing bone mineral of the present invention, a plurality of calibration curves for the amount of bone mineral corresponding to the signal values of radiographic images (signal values indicating bone) corresponding to soft tissues having different thicknesses are obtained,
The calibration curve corresponding to the thickness of the soft tissue is selected, and the bone mineral content is obtained from the signal value of the region of interest in the bone image obtained by the energy subtraction process and the calibration curve. It is possible to perform bone mineral quantification with good measurement accuracy without being affected by the influence of the thickness.
【００２９】また、本発明の第２の骨塩定量方法は、厚
さの異なる軟部組織に対応する複数の、標準化した放射
線画像の信号値（標準化信号値）に対する骨塩量の校正
曲線を求め、この校正曲線を用いて軟部組織の信号値の
２次関数を係数とする校正式を求め、低圧画像における
軟部組織の信号値を前記２次関数に代入して前記校正式
の係数を求め、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おける関心領域の信号値を前記校正
式に代入して骨塩量を求めるようにしたため、測定精度
が高いだけでなく、放射線の照射ごとの管電圧のばらつ
きを抑えることができる。また、第１の方法では軟部組
織の厚さの種類は校正曲線の数に限られていたが、第２
の方法では校正式を用いるので軟部組織の厚さに連続的
に対応することができ、より精度の高い測定を行なうこ
とができる。Further, the second method for quantifying bone mineral of the present invention obtains a calibration curve of the amount of bone mineral with respect to a plurality of standardized radiation image signal values (standardized signal values) corresponding to soft tissues having different thicknesses. , Using this calibration curve to obtain a calibration equation having a quadratic function of the signal value of the soft tissue as a coefficient, and substituting the signal value of the soft tissue in the low-voltage image into the quadratic function to obtain the coefficient of the calibration equation, Since the signal value of the region of interest in the bone image obtained by the energy subtraction process was substituted into the calibration formula to determine the amount of bone mineral, not only the measurement accuracy was high, but also the variation in tube voltage for each irradiation of radiation. Can be suppressed. Further, in the first method, the type of thickness of soft tissue is limited to the number of calibration curves, but in the second method
Since the method of (1) uses a calibration formula, it is possible to continuously correspond to the thickness of the soft tissue, and more accurate measurement can be performed.
【００３０】[0030]
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below based on the embodiments shown in the drawings.
【００３１】先ず、本発明の方法において用いられる手
段、工程等について説明する。First, means and steps used in the method of the present invention will be described.
【００３２】図１は本発明の方法に用いる骨塩ブロック
と軟部組織と放射線吸収係数の等価な物質からなる軟部
組織の厚さを近似するための所定の厚さのシートとを重
ね合わせてなる標準ブロック、および骨塩ブロックと軟
部組織と放射線吸収係数の等価な物質からなる軟部組織
の厚さを近似するための厚さを必要に応じて変えられる
シートとを重ね合わせてなる可変ブロック示す斜視図で
ある。この骨塩ブロック２は、段階的にＸ線吸収量が異
なるパターンからなるＸ線吸収量の既知の骨塩ブロック
である。この骨塩ブロック２は、図１に示すように、骨
塩の量すなわちＣａＣＯ3 の含有量（wt％）が段階的に
異なるセクション2a、2b、2c、2d、2e、2fを並べた構造
をしており、このＣａＣＯ3 の量は予め知られているも
のである。図１(a) は、骨塩ブロック２と所定の厚さの
シート４とを重ね合わせてなる標準ブロック６を示すも
のであり、また、図１(b) は、この骨塩ブロック２とシ
ート4a、4b、4cを積層することにより厚さが変えられる
シートを重ね合わせてなる可変ブロック８を示すもので
ある。本発明の第１の方法においては、(b) の可変ブロ
ックのみを、第２の方法においては、(a) の標準ブロッ
クと(b) の可変ブロックの両方を用いる。FIG. 1 is formed by superimposing a bone mineral block used in the method of the present invention, a soft tissue and a sheet having a predetermined thickness for approximating the thickness of the soft tissue made of a substance having an equivalent radiation absorption coefficient. A perspective view showing a variable block formed by stacking a standard block and a sheet whose thickness can be changed as necessary to approximate the thickness of a soft tissue composed of a bone mineral block, a soft tissue and a substance having an equivalent radiation absorption coefficient It is a figure. The bone mineral block 2 is a bone mineral block having a known X-ray absorption amount, which has a pattern in which the X-ray absorption amount is gradually changed. As shown in FIG. 1, the bone mineral block 2 has a structure in which sections 2a, 2b, 2c, 2d, 2e and 2f in which the amount of bone mineral, that is, the content (wt%) of CaCO 3 are stepwise different are arranged. The amount of CaCO 3 is known in advance. FIG. 1 (a) shows a standard block 6 formed by stacking a bone mineral block 2 and a sheet 4 having a predetermined thickness, and FIG. 1 (b) shows the bone mineral block 2 and the sheet. 1 shows a variable block 8 formed by stacking sheets whose thickness can be changed by stacking 4a, 4b and 4c. In the first method of the present invention, only the variable block of (b) is used, and in the second method, both the standard block of (a) and the variable block of (b) are used.
【００３３】本発明の各骨塩定量分析方法について説明
する前に、軟部組織と骨部組織を有する被写体を例とし
たエネルギーサブトラクション処理について説明する。Before explaining each method of quantitative analysis of bone mineral of the present invention, an energy subtraction process will be described taking a subject having soft tissue and bone tissue as an example.
【００３４】図２(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Ｘ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Ｘ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、Ｘ線源16の管電圧を変えて、透過Ｘ線のエネル
ギーが異なる被写体12のＸ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。FIG. 2A shows two stimulable phosphor sheets A,
FIG. 3B shows a state in which X-rays 14 that have passed through the same subject 12 having soft tissue and bone are irradiated with different energies. That is, the X-ray transmission image of the subject 12 is accumulated and recorded on the first stimulable phosphor sheet A, and then the stimulable phosphor sheets A and B are quickly replaced within a short time, and at the same time, the tube voltage of the X-ray source 16 is changed. The X-ray image of the subject 12 having different transmitted X-ray energies is accumulated and recorded in the stimulable phosphor sheet B by changing the above. At this time, the stimulable phosphor sheets A and B
And the positional relationship of the subject 12 is the same.
【００３５】また、図２(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Ｘ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。Further, FIG. 2 (b) shows a state in which two stimulable phosphor sheets are superposed and an X-ray 14 transmitted through a subject 12 is irradiated with a filter F which partially absorbs radiation energy interposed therebetween. The stimulable phosphor sheets A and B are simultaneously irradiated with radiation having different energies (so-called one-shot energy subtraction). The one-shot energy subtraction is described in detail in JP-A-59-83486.
【００３６】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Ｘ線画
像を読み取り、画像を表わ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Ｘ線エネルギーを蓄積記録されたＸ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
ＳA に変換される。このデジタル画像信号log ＳA 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 ＳB が
同様に記憶媒体27に記憶される。Next, these two stimulable phosphor sheets A,
From B, an X-ray image is read by an image reading means as shown in FIG. 3, and a digital image signal representing the image is obtained.
First, while moving the stimulable phosphor sheet A in the direction of arrow Y for sub-scanning, laser light is emitted from the laser light source 20.
The scanning mirror 22 causes the scanning mirror 22 to perform main scanning in the X direction, and the accumulated X-ray energy from the phosphor sheet A is diverged as stimulated emission light 23 in accordance with the accumulated and recorded X-ray image. The stimulated emission light 23 enters the inside of this light guide 24 from one end surface of a light guide 24 made by molding a transparent acrylic plate, and while repeating the total reflection inside, reaches the photomultiplier 25, and stimulated emission light is emitted. The light emission amount of the light 23 is output as the image signal S. The output image signal S is converted into a logarithmic value (log S) digital image signal log by a logarithmic converter 26 including an amplifier and an A / D converter.
Converted to S A. The digital image signal log S A is stored in the storage medium 27 such as a magnetic disk, for example. next,
In the same manner, the recorded image of the other stimulable phosphor sheets B is read, the digital image signal log S B is stored similarly in the storage medium 27.
【００３７】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 ＳA 、log ＳBに基づくサブトラク
ション処理を模式的に表わした図である。画像28は、画
像信号log ＳA が担持する画像であって撮影に際しＸ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Ｘ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、人体の腰部の骨
の陰影28a 、29a 、軟部組織の陰影28b 、29bが写し込
まれている。FIG. 4 is a diagram schematically showing the subtraction processing based on the two digital image signals log S A and log S B obtained as described above. Image 28 is an image obtained by photographing the image signal log S A is the tube voltage of the X-ray source 13 upon capturing an image carrying low pressure (e.g., 60 kV). The image 29 is an image obtained by photographing the tube voltage of the X-ray source at a high voltage (120 kV). In each of these two images 28 and 29, shadows 28a and 29a of the bones of the lumbar region of the human body and shadows 28b and 29b of the soft tissue are imprinted.
【００３８】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 ＳA −Ｂ log ＳB ＋Ｃ （但し、Ａ、Ｂ、Ｃは係数を表わす）の演算処理を行な
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。Here, the soft tissues 28b and 29b differ greatly in thickness and the like among individuals, and it is difficult to quantify the bone mineral content as it is. Therefore, the subtraction process, that is, the two images 28 and 29 corresponding to each other is performed. for each pixel log S = a log S a -B log S B + C ( where, a, B, C represents the coefficient) bone image processing soft tissue shadow 28b by performing, 29b are erased Get 30
【００３９】ここで本発明の第１の骨塩定量分析方法を
説明する。Here, the first method for quantitative analysis of bone mineral of the present invention will be described.
【００４０】この方法について、校正曲線を求める第１
の工程と、骨塩量を求める第２の工程とを各段階に分け
て説明する。With this method, the first of the calibration curves is obtained.
And the second step for obtaining the bone mineral content will be described separately for each step.
【００４１】（校正曲線を求める第１の工程） (1) 高圧／低圧画像を形成する：先ず、図１(b) に示す
可変ブロックを形成せしめる。この可変ブロックを被写
体として、例えば図２(b) に示すワンショットエネルギ
ーサブトラクションの撮影によりその高圧画像および低
圧画像を蓄積性蛍光体シートに蓄積記録する。この撮影
を、可変ブロックに含まれるシートの厚さを変える都度
行なう。ここでは、シート厚を３ｃｍ、５ｃｍ、７ｃ
ｍ、９ｃｍ、11ｃｍの５種類について撮影する。すなわ
ち、そのシートの厚さの数、５回だけ高圧画像と低圧画
像を記録することとなる。蓄積記録された各画像は図３
に示す画像読取装置により読み出され、各画像のデジタ
ル画像信号を得ることができる。(First Step of Obtaining Calibration Curve) (1) Forming High / Low Voltage Image: First, the variable block shown in FIG. 1 (b) is formed. By using this variable block as a subject, the high-voltage image and the low-voltage image are accumulated and recorded on the stimulable phosphor sheet by, for example, one-shot energy subtraction imaging shown in FIG. This photographing is performed every time the thickness of the sheet included in the variable block is changed. Here, the sheet thickness is 3 cm, 5 cm, 7c
We will shoot 5 kinds of m, 9 cm and 11 cm. That is, the high-voltage image and the low-voltage image are recorded only the number of times of the thickness of the sheet, five times. The images recorded and recorded are shown in Fig. 3.
The digital image signal of each image can be obtained by being read by the image reading device shown in FIG.
【００４２】(2) シートの信号値を求める：各低圧画像
からデジタル画像信号を読み取ってシートの信号値を求
める。このシートの信号値ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは、その
値が骨塩量を求める第２の工程において求める軟部組織
の信号値と等しい場合、そのシートはその軟部組織を示
すものとみなされる。(2) Obtaining a sheet signal value: A digital image signal is read from each low-voltage image to obtain a sheet signal value. If the signal values a, b, c, d, and e of this sheet are equal to the signal value of the soft tissue determined in the second step of determining the bone mineral content, the sheet is considered to indicate the soft tissue. Be done.
【００４３】(3) エネルギーサブトラクション処理を行
なう：それぞれのシート厚ごとに、高圧画像と低圧画像
を用いて可変ブロックの骨塩ブロックのみが抽出された
画像を得るエネルギーサブトラクション処理を行なう。
得られた画像は、前記シートの信号値と１対１で対応し
ている。すなわち、シートの信号値により骨塩ブロック
画像を判別することができる。(3) Perform energy subtraction processing: For each sheet thickness, perform energy subtraction processing to obtain an image in which only the bone mineral block of the variable block is extracted using the high voltage image and the low voltage image.
The obtained image has a one-to-one correspondence with the signal value of the sheet. That is, the bone mineral block image can be identified by the signal value of the sheet.
【００４４】(4) 校正曲線を作成する：エネルギーサブ
トラクション処理により得た５つの複数の骨塩ブロック
画像を用いて、該骨塩ブロックの各セクションの信号値
とそのセクションの既知の骨塩量とを対応せしめて図５
に示すような校正曲線を５本作成する。図５において、
校正曲線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、それぞれシートの信号
値ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅと対応している。(4) Creating a calibration curve: Using five bone mineral block images obtained by the energy subtraction process, the signal value of each section of the bone mineral block and the known amount of bone mineral of the section. Figure 5
Create five calibration curves as shown in. In FIG.
The calibration curves A, B, C, D and E respectively correspond to the sheet signal values a, b, c, d and e.
【００４５】（骨塩量を求める第２の工程） (1) 高圧／低圧画像を形成する：第１の工程と同様に図
２(B) に示すように軟部組織と骨部組織を有する被写体
について、ワンショットエネルギーサブトラクションの
撮影を行ない、各蓄積性蛍光体シートに高圧画像と低圧
画像を蓄積記録する。蓄積記録された各画像は、図３に
示す画像読取装置により読み出され、デジタル画像信号
が得られる。(Second Step of Obtaining Bone Mineral Content) (1) Forming High / Low Pressure Image: As in the first step, a subject having soft tissue and bone tissue as shown in FIG. 2 (B) For one, the one-shot energy subtraction is performed, and a high-voltage image and a low-voltage image are accumulated and recorded on each stimulable phosphor sheet. The accumulated and recorded images are read by the image reading device shown in FIG. 3 to obtain digital image signals.
【００４６】(2) 軟部組織の信号値を求める：低圧画像
のデジタル画像信号から関心領域の周辺部における軟部
組織の信号値を求める。この関心領域は骨塩量を求める
骨の部位を示すものであり、その周辺部とは該骨の周辺
部を意味する。(2) Obtaining Soft Tissue Signal Value: Obtain the soft tissue signal value in the peripheral portion of the region of interest from the digital image signal of the low-voltage image. This region of interest indicates the bone part for which the bone mineral content is to be determined, and the peripheral part means the peripheral part of the bone.
【００４７】(3) 校正曲線の選択：上述したようにここ
で求めた軟部組織の信号値と前記シートの信号値とを比
較して、最も近い値のシートの信号値の校正曲線を選択
する。しかし、必要に応じて別の選択方法を用いてもよ
い。例えば、シートの信号値と軟部画像の信号値の差の
絶対値が最も小さくなるような値を選択することもでき
る。(3) Selection of calibration curve: As described above, the signal value of the soft tissue obtained here is compared with the signal value of the sheet, and the calibration curve of the signal value of the sheet having the closest value is selected. . However, other selection methods may be used if desired. For example, it is possible to select a value such that the absolute value of the difference between the signal value of the sheet and the signal value of the soft part image is the smallest.
【００４８】(4) エネルギーサブトラクション処理を行
なう：高圧画像と低圧画像とを用いて軟部組織が消去さ
れた画像を得るエネルギーサブトラクション処理を行な
い、骨部組織の抽出された骨部画像を得る。(4) Perform energy subtraction processing: An energy subtraction processing is performed to obtain an image in which soft tissue is erased by using a high-voltage image and a low-voltage image to obtain a bone portion image in which bone tissue is extracted.
【００４９】(5) 関心領域の信号値を求める：骨塩量を
求める部位、すなわち関心領域の信号値を該骨部画像よ
り求める。(5) Obtain the signal value of the region of interest: Obtain the signal value of the region for which the amount of bone mineral is to be determined, that is, the region of interest, from the bone image.
【００５０】(6) 骨塩量を求める：求めた校正曲線と関
心領域の信号値より骨塩量を求める。(6) Obtaining the amount of bone mineral: The amount of bone mineral is determined from the obtained calibration curve and the signal value of the region of interest.
【００５１】以上、詳細に説明したように本発明の第１
の骨塩定量分析方法は、被写体の厚さによらず精度の高
い骨塩定量を行なうことができる。As described above in detail, the first aspect of the present invention
The bone mineral quantification analysis method of (1) can perform highly accurate bone mineral quantification regardless of the thickness of the subject.
【００５２】続いて本発明の第２の骨塩定量分析方法を
説明する。Next, the second method for quantitative analysis of bone mineral of the present invention will be described.
【００５３】この方法について、校正式を求める第１の
工程と、骨塩量を求める第２の工程とを各段階に分けて
説明する。This method will be described by dividing the first step for obtaining the calibration formula and the second step for obtaining the bone mineral content into respective stages.
【００５４】（校正式を求める第１の工程） (1) 高圧／低圧画像を形成する：先ず、図１(a) および
(b) に示す標準ブロックと可変ブロックとを形成せしめ
る。両ブロックを被写体として、図２(b) に示すワンシ
ョットエネルギーサブトラクションの撮影によりその高
圧画像および低圧画像を蓄積性蛍光体シートに蓄積記録
する。この撮影を、可変ブロックに含まれるシートの厚
さを変える都度行なう。ここでは、シート厚を３ｃｍ、
５ｃｍ、７ｃｍ、９ｃｍ、11ｃｍの５種類について撮影
する。すなわち、そのシートの厚さの数、５回だけ高圧
画像と低圧画像を記録することとなる。蓄積記録された
各画像は図３に示す画像読取装置により読み出され、各
画像のデジタル画像信号を得ることができる。(First Step for Obtaining Calibration Formula) (1) Forming High / Low Voltage Image: First, as shown in FIG.
The standard block and the variable block shown in (b) are formed. The high-voltage image and the low-voltage image are accumulated and recorded on the stimulable phosphor sheet by photographing the one block energy subtraction shown in FIG. This photographing is performed every time the thickness of the sheet included in the variable block is changed. Here, the sheet thickness is 3 cm,
Photographs will be taken for 5 types, 5 cm, 7 cm, 9 cm, and 11 cm. That is, the high-voltage image and the low-voltage image are recorded only the number of times of the thickness of the sheet, five times. The accumulated and recorded images are read by the image reading device shown in FIG. 3, and a digital image signal of each image can be obtained.
【００５５】(2) シートの信号値を求める：各低圧画像
からデジタル画像信号を読み取ってシートの信号値を求
める。このシートの信号値ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊは、校正
式を求める際に用いられる。(2) Obtaining a sheet signal value: A digital image signal is read from each low-voltage image to obtain a sheet signal value. The signal values f, g, h, i, j of this sheet are used when obtaining the calibration formula.
【００５６】(3) エネルギーサブトラクション処理を行
なう：それぞれのシート厚ごとに、高圧画像と低圧画像
を用いて標準ブロックと可変ブロックの骨塩ブロックの
みが抽出された画像を得るエネルギーサブトラクション
処理を行なう。得られた画像は、前記シートの信号値と
１対１で対応している。(3) Perform energy subtraction processing: For each sheet thickness, perform energy subtraction processing to obtain an image in which only the bone mineral block of the standard block and the variable block is extracted using the high voltage image and the low voltage image. The obtained image has a one-to-one correspondence with the signal value of the sheet.
【００５７】(4) 標準化信号値を求める：このエネルギ
ーサブトラクション処理により得られた標準ブロック画
像と可変ブロック画像の信号値を式、 ＱＬ＝［Ｂ１−Ｓ１］／［（Ｂ２−Ｓ２）Av］ （但しＱＬは標準化信号値、Ｂ１は可変ブロックの骨の
信号値、Ｓ１は残存するシートの信号値、Ｂ２は標準ブ
ロックの骨の信号値、Ｓ２は残存するシートの信号値で
あり、Ａｖは（Ｂ２−Ｓ２）の平均値を示す）に代入し
て標準化信号値を得る。ここで、骨の信号値からシート
の信号値を引き算するのは、サブトラクション処理後に
軟部組織を近似するシートの信号値が完全には消去され
ない、すなわちそのコントラストが完全には消去されな
い場合を考慮したためである。また、撮影毎にＸ線管の
管電圧がバラツク場合、標準化信号値を求める計算を用
いてこのバラツキを相殺することができる。(4) Obtaining a standardized signal value: The signal values of the standard block image and the variable block image obtained by this energy subtraction processing are expressed by the following equation: QL = [B1-S1] / [(B2-S2) Av ] ( However, QL is a standardized signal value, B1 is a signal value of the variable block bone, S1 is a signal value of the remaining sheet, B2 is a signal value of the bone of the standard block, S2 is a signal value of the remaining sheet, and Av is ( B2-S2), which indicates the average value, and obtains a standardized signal value. Here, the signal value of the sheet is subtracted from the signal value of the bone because the signal value of the sheet that approximates the soft tissue after the subtraction processing is not completely erased, that is, the case where the contrast is not completely erased. Is. In addition, when the tube voltage of the X-ray tube varies for each radiographing, this variation can be canceled by using the calculation for obtaining the standardized signal value.
【００５８】(5) 校正曲線を作成する：上述した式によ
り求めた標準化信号値とそれに対応する骨塩量の値によ
り、各標準ブロックと可変ブロックの組について校正曲
線を５本作成する。このとき作成した校正曲線を図６に
示す。校正曲線Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊは、それぞれシート
の信号値ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊと対応している。これは図
５に示すものと類似しているが、横軸が画像信号値では
なく、標準化信号値となっている。(5) Creating calibration curves: Five calibration curves are created for each set of standard block and variable block based on the standardized signal value obtained by the above-mentioned formula and the value of the bone mineral content corresponding thereto. The calibration curve created at this time is shown in FIG. The calibration curves F, G, H, I, and J respectively correspond to the sheet signal values f, g, h, i, and j. This is similar to that shown in FIG. 5, but the horizontal axis is not the image signal value but the standardized signal value.
【００５９】(6) 校正式を求める：上述した５本の校正
曲線は以下の式で表わされる。(6) Obtaining a calibration formula: The above-mentioned five calibration curves are represented by the following formula.
【００６０】 ａ＋ｂｘ＋ｃｘ2 ＝ｙ ……(1) （但しｘは標準化信号値、ｙは骨塩量である）このと
き、ａ、ｂ、ｃは前記シートの信号値ｚの２次関数で近
似できるため、これを次のように仮定する： Ｋ1 ＋Ｋ2 ｚ＋Ｋ3 ｚ2 ＝ａ ……(2) Ｋ1 ′＋Ｋ2 ′ｚ＋Ｋ3 ′ｚ2 ＝ｂ ……(3) Ｋ1 ″＋Ｋ2 ″ｚ＋Ｋ3 ″ｚ2 ＝ｃ ……(4) （但しＫ1 、Ｋ2 、Ｋ3 、Ｋ1 ′Ｋ2 ′、Ｋ3 ′、
Ｋ1 ″、Ｋ2 ″、Ｋ3 ″は係数である） 係数Ｋ1 、Ｋ2 、Ｋ3 、Ｋ1 ′Ｋ2 ′、Ｋ3 ′、
Ｋ1 ″、Ｋ2 ″、Ｋ3 ″は最小２乗法によって、５つの
校正曲線のａ、ｂ、ｃおよびｚの組データをもとに決め
ることができる。A + bx + cx 2 = y (1) (where x is a standardized signal value and y is a bone mineral content) At this time, a, b and c can be approximated by a quadratic function of the signal value z of the sheet. Therefore, it is assumed as follows: K 1 + K 2 z + K 3 z 2 = a ...... (2) K 1 ′ + K 2 ′ z + K 3 ′ z 2 = b …… (3) K 1 ″ + K 2 ″ z + K 3 "z 2 = c ...... (4) ( where K 1, K 2, K 3 , K 1 'K 2', K 3 ',
K 1 ″, K 2 ″, K 3 ″ are coefficients) Coefficients K 1 , K 2 , K 3 , K 1 ′ K 2 ′, K 3 ′,
K 1 ″, K 2 ″, and K 3 ″ can be determined by the least-squares method based on the set data of a, b, c, and z of five calibration curves.
【００６１】（骨塩量を求める第２の工程） (1) 高圧／低圧画像を形成する：第１の工程と同様に図
２(B) に示すように軟部組織と骨部組織を有する被写体
および標準ブロックについて、ワンショットエネルギー
サブトラクションの撮影を行ない、各蓄積性蛍光体シー
トに高圧画像と低圧画像を蓄積記録する。蓄積記録され
た各画像は、図３に示す画像読取装置により読み出さ
れ、デジタル画像信号を得る。(Second Step of Obtaining Bone Mineral Content) (1) Forming High / Low Pressure Image: As in the first step, a subject having soft tissue and bone tissue as shown in FIG. 2 (B) And one-shot energy subtraction is performed on the standard block, and a high-voltage image and a low-voltage image are accumulated and recorded on each stimulable phosphor sheet. The accumulated and recorded images are read by the image reading device shown in FIG. 3 to obtain digital image signals.
【００６２】(2) 軟部組織の信号値を求める：低圧画像
のデジタル画像信号から関心領域の周辺部における軟部
組織の信号値を求める。この関心領域は骨塩量を求める
骨の部位を示すものであり、その周辺部とは該骨の周辺
部を意味する。(2) Obtaining Soft Tissue Signal Value: Obtain the soft tissue signal value in the peripheral portion of the region of interest from the digital image signal of the low-voltage image. This region of interest indicates the bone part for which the bone mineral content is to be determined, and the peripheral part means the peripheral part of the bone.
【００６３】(3) 校正式の定数を求める：求めた軟部組
織の信号値を式(2) 、(3) 、(4) のｚに代入してａ、
ｂ、ｃを求める。(3) Obtaining the constant of the calibration equation: Substituting the obtained soft tissue signal value into z of equations (2), (3) and (4), a,
Find b and c.
【００６４】(4) エネルギーサブトラクション処理を行
なう：高圧画像と低圧画像とを用いて軟部組織および標
準ブロックのシートが消去された画像を得るエネルギー
サブトラクション処理を行ない、骨部組織および骨部ブ
ロックの抽出された骨部画像を得る。(4) Perform energy subtraction processing: Extraction of bone tissue and bone block by performing energy subtraction processing to obtain an image in which sheets of soft tissue and standard block are erased by using a high voltage image and a low voltage image Obtained bone image.
【００６５】(5) 標準化信号値を求める：このエネルギ
ーサブトラクション処理により得られた標準ブロック画
像と関心領域の信号値を式、 ＱＬ′＝［Ｂ１′−Ｓ１′］／［（Ｂ２−Ｓ２）Av］ （但しＱＬ′は標準化信号値、Ｂ１′は関心領域の信号
値、Ｓ１′は関心領域の周辺部の信号値、Ｂ２は標準ブ
ロックの骨の信号値、Ｓ２は残存するシートの信号値で
あり、Ａｖは（Ｂ２−Ｓ２）の平均値を示す）に代入し
て標準化信号値を得る。(5) Obtaining standardized signal value: The standard block image obtained by this energy subtraction process and the signal value of the region of interest are expressed by the following equation: QL '= [B1'-S1'] / [(B2-S2) Av (However, QL 'is a standardized signal value, B1' is a signal value of a region of interest, S1 'is a signal value of a peripheral portion of the region of interest, B2 is a signal value of a bone of a standard block, and S2 is a signal value of a remaining sheet. Yes, Av is assigned to (B2-S2) to obtain a standardized signal value.
【００６６】(6) 骨塩量を求める：この標準化信号値を
求めた校正式に代入して骨塩量を求める。(6) Obtaining the amount of bone mineral: The standardized signal value is substituted into the obtained calibration formula to obtain the amount of bone mineral.
【００６７】[0067]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の骨
塩定量分析方法によれば、ビームハードニングによる影
響を除去することができるので、被写体あるいは軟部組
織の厚さの影響を受けずに測定精度のよい骨塩定量を行
なうことができる。また、本発明の第２の骨塩定量分析
方法により、放射線の照射ごとの管電圧のばらつきを抑
えることができ、かつ軟部組織の厚さに連続的に対応す
ることができるため、より精度の高い測定を行なうこと
ができる。As described in detail above, according to the method for quantitatively analyzing bone mineral of the present invention, the influence of beam hardening can be eliminated, so that it is not affected by the thickness of the subject or soft tissue. In addition, bone mineral quantification with high measurement accuracy can be performed. Further, according to the second method for quantitative analysis of bone mineral of the present invention, it is possible to suppress the variation of the tube voltage for each irradiation of radiation and to continuously respond to the thickness of the soft tissue, so that the accuracy of the measurement can be improved. High measurements can be made.
【図１】本発明の方法に用いる骨塩ブロックおよび該骨
塩ブロックと軟部組織の厚さを近似するための放射線吸
収係数の等価な物質からなるシートとを重ね合わせたも
のを示す斜視図FIG. 1 is a perspective view showing a bone mineral block used in the method of the present invention and a stack of the bone mineral block and a sheet made of a substance having an equivalent radiation absorption coefficient for approximating the thickness of soft tissue.
【図２】本発明の骨塩定量分析方法の一実施例を実行す
るための撮影ステップを示す図FIG. 2 is a diagram showing imaging steps for carrying out an embodiment of the method for quantitative analysis of bone mineral of the present invention.
【図３】本発明の一例を実施するための読取ステップを
示す図FIG. 3 is a diagram showing reading steps for carrying out an example of the present invention.
【図４】本発明の一例を実施する際のサブトラクション
処理を模式的に表わした図FIG. 4 is a diagram schematically showing a subtraction process when carrying out an example of the present invention.
【図５】本発明に用いられる校正曲線の一例を示す図FIG. 5 is a diagram showing an example of a calibration curve used in the present invention.
【図６】本発明に用いられる校正曲線の一例を示す図FIG. 6 is a diagram showing an example of a calibration curve used in the present invention.
２ 骨塩ブロック ４ シート ６ 基準ブロック ８ 可変ブロック 12 被写体 14 Ｘ線 16 Ｘ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 2 Bone mineral block 4 Sheet 6 Reference block 8 Variable block 12 Subject 14 X-ray 16 X-ray tube 20 Laser light source 21 Laser light 22 Scanning mirror 23 Photostimulated luminescence light 24 Optical guide 25 Photomul 26 Log converter 27 Recording medium 28, 29, 30 images
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成５年１月２０日[Submission date] January 20, 1993
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２２[Name of item to be corrected] 0022
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００２２】具体的に第１の工程は、所定の骨塩量を有
する基準骨塩ブロックに軟部組織と放射線吸収係数の等
価な物質からなる軟部組織の厚さを近似するための所定
の厚さのシートを重ね合わせてなる標準ブロックと、別
の基準骨塩ブロックに軟部組織と放射線吸収係数の等価
な物質からなる、軟部組織の厚さを近似するための厚さ
を必要に応じて変えられるシートを重ね合わせてなる可
変ブロックとを形成し、該可変ブロックのシートの厚さ
を変化させながらその都度互いに異なるエネルギーの放
射線を前記標準ブロックと前記可変ブロックとに照射す
ることにより得られた複数の放射線画像のうち１つの放
射線画像における軟部組織の厚さに対応するシートの信
号値を求め、前記複数の放射線画像を用いて前記シート
の厚さに応じた信号値を補正して骨塩ブロックのみの画
像を得るエネルギーサブトラクション処理を行ない、こ
のエネルギーサブトラクション処理により得られた標準
ブロック画像および可変ブロック画像のデジタル画像信
号を式、 ＱＬ＝［Ｂ１−Ｓ１］／［（Ｂ２−Ｓ２）Av］ （但しＱＬは標準化信号値、Ｂ１は可変ブロックの骨の
信号値、Ｓ１は残存するシートの信号値、Ｂ２は標準ブ
ロックの骨の信号値、Ｓ２は残存するシートの信号値で
あり、Ａｖは（Ｂ２−Ｓ２）の平均値を示す） に代入して標準化信号値を得て、厚さの異なるシート毎
に、前記標準化信号値に対する骨塩量の校正曲線を以下
に示す２次関数とし、その係数ａ、ｂ、ｃを最少２乗状
法によって求め、 ａ＋ｂｘ＋ｃｘ2 ＝ｙ （但しｘは標準化信号値、ｙは骨塩量である） この複数の校正曲線の係数ａ、ｂ、ｃそれぞれが前記複
数の放射線画像のうちの低圧画像におけるシートの厚さ
を示す信号値の２次関数であると仮定し、最小２乗法に
より、この２次関数の係数をそれぞれ求めるものであ
る。Specifically, in the first step, a reference bone mineral block having a predetermined amount of bone mineral has a predetermined thickness for approximating the thickness of the soft tissue composed of a substance having a radiation absorption coefficient equivalent to that of the soft tissue. The thickness for approximating the thickness of soft tissue can be changed as needed, consisting of a standard block made by overlapping sheets of the A plurality of sheets obtained by forming a variable block formed by stacking sheets and irradiating the standard block and the variable block with radiation having different energies each time while changing the thickness of the sheets of the variable block. Of the radiation images, the signal value of the sheet corresponding to the thickness of the soft tissue in one of the radiation images is obtained, and a signal corresponding to the thickness of the sheet is obtained using the plurality of radiation images. Energy subtraction processing is performed to obtain an image of only the bone mineral block by correcting the values, and the digital image signals of the standard block image and the variable block image obtained by this energy subtraction processing are expressed by the formula: QL = [B1-S1] / [ (B2-S2) Av ] (where, QL is a standardized signal value, B1 is a variable block bone signal value, S1 is a remaining sheet signal value, B2 is a standard block bone signal value, and S2 is a remaining sheet signal value. Is a signal value, Av is an average value of (B2-S2)) to obtain a standardized signal value, and a calibration curve of the bone mineral content with respect to the standardized signal value is obtained for each sheet having a different thickness as follows. a quadratic function shown in, determined the coefficients a, b, and c by the least square shape method, a + bx + cx 2 = y ( where x is normalized signal values, y is bone mineral content) the plurality It is assumed that each of the coefficients a, b, and c of the calibration curve is a quadratic function of the signal value indicating the sheet thickness in the low-voltage image among the plurality of radiation images, and this quadratic function of the quadratic function is calculated by the least square method. The coefficients are obtained respectively.
Claims (2)
に軟部組織と放射線吸収係数の等価な物質からなる軟部
組織の厚さを近似するためのシートを重ね合わせ、該シ
ートの厚さを変化させながらその都度互いに異なるエネ
ルギーの放射線を照射することにより得られた複数の放
射線画像のうち１つの放射線画像における軟部組織の厚
さに対応するシートの信号値を求め、 前記複数の放射線画像を用いて前記シートの厚さに応じ
た信号値を補正して骨塩ブロックのみの画像を得るエネ
ルギーサブトラクション処理を行ない、 このエネルギーサブトラクション処理により得られた骨
塩ブロック画像に基づいて、厚さの異なる軟部組織に対
応するシートの信号値毎に放射線画像の信号値に対する
骨塩量の校正曲線を求め、 互いに異なるエネルギーの放射線を、軟部組織と骨部組
織とからなる被写体に照射することにより形成された複
数の放射線画像のうち１つの放射線画像における関心領
域周辺の軟部組織の信号値を求め、 該信号値から該軟部組織の厚さに対応するシートの信号
値を求め、 該シートの信号値に基づいて前記複数の校正曲線の中か
ら該被写体に対応する校正曲線を求め、 前記複数の放射線画像を用いて行なわれた軟部組織を消
去するエネルギーサブトラクション処理により前記被写
体の骨部画像を生成し、 該骨部画像における前記関心領域の信号値を求め、 この信号値と前記校正曲線とから骨塩量を求めることを
特徴とする骨塩定量分析方法。1. A sheet for approximating the thickness of soft tissue, which is made of a substance having an equivalent radiation absorption coefficient, is superposed on a reference bone mineral block having a predetermined amount of bone mineral, and the thickness of the sheet is adjusted. The signal value of the sheet corresponding to the thickness of the soft tissue in one radiographic image among the plurality of radiographic images obtained by irradiating the radiations with different energies each time while changing is obtained, Energy subtraction processing is performed to obtain an image of only the bone mineral block by correcting the signal value according to the thickness of the sheet using, and the thickness is different based on the bone mineral block image obtained by this energy subtraction processing. For each sheet signal value corresponding to the soft tissue, a calibration curve of the bone mineral content with respect to the signal value of the radiographic image is obtained, and different energy values are obtained. Of radiation of a soft tissue and a bone tissue to obtain a signal value of the soft tissue around the region of interest in one radiation image among a plurality of radiation images formed, and from the signal value A signal value of the sheet corresponding to the thickness of the soft tissue is obtained, a calibration curve corresponding to the subject is obtained from the calibration curves based on the signal value of the sheet, and the calibration curve is performed using the radiation images. Generating a bone part image of the subject by an energy subtraction process for erasing the soft tissue that has been removed, obtaining a signal value of the region of interest in the bone part image, and obtaining a bone mineral content from this signal value and the calibration curve. And a method for quantitatively analyzing bone mineral.
に軟部組織と放射線吸収係数の等価な物質からなる軟部
組織の厚さを近似するための所定の厚さのシートを重ね
合わせてなる標準ブロックと、別の基準骨塩ブロックに
軟部組織と放射線吸収係数の等価な物質からなる、軟部
組織の厚さを近似するための厚さを必要に応じて変えら
れるシートを重ね合わせてなる可変ブロックとを形成
し、該可変ブロックのシートの厚さを変化させながらそ
の都度互いに異なるエネルギーの放射線を前記標準ブロ
ックと前記可変ブロックとに照射することにより得られ
た複数の放射線画像のうち１つの放射線画像における軟
部組織の厚さに対応するシートの信号値を求め、前記複
数の放射線画像を用いて前記シートの厚さに応じた信号
値を補正して骨塩ブロックのみの画像を得るエネルギー
サブトラクション処理を行ない、このエネルギーサブト
ラクション処理により得られた標準ブロック画像および
可変ブロック画像のデジタル画像信号を式、 ＱＬ＝［Ｂ１−Ｓ１］／［（Ｂ２−Ｓ２）Av］ （但しＱＬは標準化信号値、Ｂ１は可変ブロックの骨の
信号値、Ｓ１は残存するシートの信号値、Ｂ２は標準ブ
ロックの骨の信号値、Ｓ２は残存するシートの信号値で
あり、Ａｖは（Ｂ２−Ｓ２）の平均値を示す）に代入し
て標準化信号値を得て、厚さの異なるシート毎に前記標
準化信号値に対する骨塩量の校正曲線を求め、この複数
の校正曲線と、ａ、ｂ、ｃそれぞれが前記複数の放射線
画像のうちの低圧画像におけるシートの厚さを示す信号
値の２次関数である校正式、 ａ＋ｂｘ＋ｃｘ2 ＝ｙ （但しｘは標準化信号値、ｙは骨塩量である）とを用い
て最小２乗法により、ａ、ｂ、ｃの２次関数をそれぞれ
求め、 互いに異なるエネルギーの放射線を、軟部組織と骨部組
織とからなる被写体と前記標準ブロックに照射すること
により形成された複数の放射線画像のうち１つの放射線
画像における関心領域周辺の軟部組織の信号値をａ、
ｂ、ｃの２次関数における前記シートの信号値に代入し
てａ、ｂ、ｃを求めることにより前記校正式を求め、前
記複数の放射線画像を用いて行なわれた軟部組織を消去
するエネルギーサブトラクション処理により前記被写体
の骨部画像を生成し、該骨部画像における前記関心領域
の信号値と該関心領域の周辺部の信号値とを式、 ＱＬ′＝［Ｂ１′−Ｓ１］／［（Ｂ２−Ｓ２）Av］ （但しＱＬ′は標準化信号値、Ｂ１′は可変ブロックの
骨の信号値、Ｓ１′は残存するシートの信号値、Ｂ２は
標準ブロックの骨の信号値、Ｓ２は残存するシートの信
号値であり、Ａｖは（Ｂ２−Ｓ２）の平均値を示す）に
代入して標準化信号値を得て、この標準化信号値を前記
校正式に代入して骨塩量を求めることを特徴とする骨塩
定量分析方法。2. A reference bone mineral block having a predetermined amount of bone mineral is laminated with a sheet having a predetermined thickness for approximating the thickness of the soft tissue composed of a substance having a radiation absorption coefficient equivalent to that of the soft tissue. Variable by stacking a standard block and another standard bone mineral block with a sheet made of a substance having an equivalent radiation absorption coefficient to that of soft tissue and having a thickness that can be changed as necessary to approximate the thickness of soft tissue One of a plurality of radiographic images obtained by forming a block and irradiating the standard block and the variable block with radiation having different energies each time while changing the sheet thickness of the variable block. The signal value of the sheet corresponding to the thickness of the soft tissue in the radiographic image is obtained, and the signal value corresponding to the thickness of the sheet is corrected using the plurality of radiographic images to correct the bone mineral block. Energy subtraction processing to obtain an image of only the clock, and the digital image signals of the standard block image and the variable block image obtained by this energy subtraction processing are expressed by the formula: QL = [B1-S1] / [(B2-S2) Av (However, QL is a standardized signal value, B1 is a signal value of the variable block bone, S1 is a signal value of the remaining sheet, B2 is a signal value of the bone of the standard block, S2 is a signal value of the remaining sheet, and Av Represents the average value of (B2-S2)) to obtain a standardized signal value, and a calibration curve of the bone mineral content with respect to the standardized signal value is obtained for each sheet having a different thickness. , a, b, calibration equation each c is a quadratic function of the signal value indicating the thickness of the sheet in the low-voltage images of the plurality of radiographic images, a + bx + cx 2 = y ( however x is a standardized signal value, and y is the amount of bone mineral) and a quadratic function of a, b, and c is obtained by the least-squares method, and radiations of different energies are given to soft tissue and bone tissue. And a signal value of the soft tissue around the region of interest in one radiographic image of a plurality of radiographic images formed by irradiating the subject and the standard block
Energy subtraction for erasing soft tissue performed by using the plurality of radiation images by substituting the sheet signal values in the quadratic function of b, c to obtain a, b, c. A bone part image of the subject is generated by processing, and the signal value of the region of interest in the bone part image and the signal value of the peripheral part of the region of interest are expressed by the following equation: QL '= [B1'-S1] / [(B2 -S2) Av ] (where QL 'is a standardized signal value, B1' is a variable block bone signal value, S1 'is a remaining sheet signal value, B2 is a standard block bone signal value, and S2 is a remaining sheet. Is a signal value of Av, and Av represents an average value of (B2-S2)) to obtain a standardized signal value, and the standardized signal value is substituted into the calibration formula to obtain the bone mineral content. Bone mineral quantitative analysis method.
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