JPH08266528A - Quantitative analysis of osteosalt - Google Patents
Quantitative analysis of osteosaltInfo
- Publication number
- JPH08266528A JPH08266528A JP7075798A JP7579895A JPH08266528A JP H08266528 A JPH08266528 A JP H08266528A JP 7075798 A JP7075798 A JP 7075798A JP 7579895 A JP7579895 A JP 7579895A JP H08266528 A JPH08266528 A JP H08266528A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bone
- image
- bone mineral
- signal value
- function
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 title claims description 11
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims abstract description 159
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 59
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 claims abstract description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 98
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 98
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 59
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 claims description 55
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 13
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 14
- 230000037182 bone density Effects 0.000 abstract description 9
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 238000002601 radiography Methods 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000001132 Osteoporosis Diseases 0.000 description 2
- 102100028298 Vacuolar protein sorting-associated protein VTA1 homolog Human genes 0.000 description 2
- 101710111280 Vacuolar protein sorting-associated protein VTA1 homolog Proteins 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 210000004705 lumbosacral region Anatomy 0.000 description 2
- 238000001454 recorded image Methods 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000012887 quadratic function Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000010187 selection method Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
Landscapes
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
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 a human body, and more particularly to a method for quantitatively analyzing bone mineral using an 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 a minute change in calcium in bone enables early detection of osteoporosis and has an effect of preventing fracture.
【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15 3 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 is a source of 15 3 Gl, which is a nuclide having two energy peaks of 44 KeV and 100 KeV.
The amount of bone mineral is measured by the difference in the amount of bone penetration of the energy rays of the species.
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. In addition, since irradiation is performed by a scanning method, there is a problem that it takes 10 to several minutes for the lumbar spine and 30 to 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
(ography): (aka DPX method) This is almost the same as the DPA method,
Two types of energy are obtained by combining a pulsed X-ray with a filter instead of a radioisotope, which has good reproducibility and shortens inspection time (about 1/3 of DPA).
) 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 to quantify bone mineral by performing energy subtraction using two kinds of energy in the QCT method, and it is possible to quantify bone mineral 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 mentioned above, the conventional methods for quantifying bone mineral have a problem that a simple method has a low accuracy, and a high accuracy method requires a large-scale apparatus and a long examination 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 shading and perform a more accurate bone mineral quantitative analysis.
【００１３】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 the X-rays transmitted through the subject is so-called beam which is biased toward the high energy side as a whole. The phenomenon of hardening will occur. 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】そこで本出願人により、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う分析方法が提案され
ている（特開平6-90941 号）。Therefore, the applicant of the present invention has proposed an analysis method for reducing the effect of beam hardening so as to measure bone mineral with high measurement accuracy without being affected by the thickness of the subject (Japanese Patent Laid-Open No. 6-90941). issue).
【００１５】この方法は、軟部組織の厚さを近似するた
めのシートと基準骨塩ブロックを重ね、そのシートの厚
さを変化させ、その都度エネルギーサブトラクション処
理を行うための放射線撮影を行い、基準骨塩レファレン
スを抽出するサブトラクション処理を行った後、シート
の厚みごとの複数の校正曲線を作成し、これとともに低
圧画像からシートの信号値を読み取っておく。次いで、
軟部組織と骨部組織を有する被写体のエネルギーサブト
ラクション処理のための放射線撮影により得られた低圧
画像から軟部組織の信号値を求め、この値とシートの信
号値とを対応させて校正曲線を選択し、骨部組織を抽出
するサブトラクション処理後の関心領域の信号値とその
校正曲線より骨塩量を求めるようにしたものである。In this method, a sheet for approximating the thickness of soft tissue and a reference bone mineral block are overlapped, the thickness of the sheet is changed, and radiography for performing energy subtraction processing is performed each time, and the reference is taken. After performing the subtraction process for extracting the bone mineral reference, a plurality of calibration curves for each thickness of the sheet are created, and the signal value of the sheet is read from the low-voltage image together with the calibration curves. Then
Obtain the soft tissue signal value from the low-voltage image obtained by radiography for energy subtraction processing of the subject having soft tissue and bone tissue, and select the calibration curve by correlating this signal value with the sheet signal value. The bone mineral content is obtained from the signal value of the region of interest after the subtraction processing for extracting the bone tissue and its calibration curve.
【００１６】[0016]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平6-90941 号に記載された方法においては、校正曲線
を骨部画像における骨部周辺の軟部組織からのみ求める
ようにしているため、画像を撮影する際の管電圧が変動
すること等により放射線のエネルギ分布が変動してしま
うと、その変動に応じて校正曲線の値が変わってしま
い、その結果、正確な骨塩量を求めることができなくな
ってしまっていた。However, in the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-90941, the calibration curve is obtained only from the soft tissue around the bone in the image of the bone. If the energy distribution of radiation fluctuates due to fluctuations in the tube voltage during imaging, the value of the calibration curve will change according to the fluctuation, and as a result, an accurate amount of bone mineral can be obtained. It was gone.
【００１７】本発明は上記事情に鑑み、撮影時の放射線
のエネルギ分布の変動に拘らず、骨塩量を正確に求める
ことができる骨塩定量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 a method for quantitative analysis of bone mineral which can accurately determine the amount of bone mineral irrespective of fluctuations in the energy distribution of radiation during imaging. .
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明による骨塩定量分
析方法は、上述したような骨部組織における関心領域の
信号値と前記校正曲線とに基づいて前記骨部組織中の骨
塩の定量分析を行う骨塩定量分析方法において、前記校
正曲線を、前記骨部画像における前記骨塩レファレンス
の信号値に基づいて算出される第１の関数と、前記複数
の放射線画像のうちの１つの放射線画像における関心領
域周辺の軟部組織の厚さに基づいて算出された、前記第
１の関数を補正するための第２の関数とに基づいて求め
ることを特徴とするものである。A method for quantitatively analyzing bone mineral according to the present invention is a method for quantitatively measuring bone mineral in a bone tissue based on a signal value of a region of interest in the bone tissue and the calibration curve as described above. In the bone mineral quantitative analysis method for performing analysis, the calibration curve is defined by a first function calculated based on a signal value of the bone mineral reference in the bone image, and one of the radiation images of the plurality of radiation images. It is characterized in that it is obtained based on a second function for correcting the first function calculated based on the thickness of the soft tissue around the region of interest in the image.
【００１９】ここで第１の関数および第２の関数とは、
校正曲線を求めるための基本となる信号値と実際の骨塩
量との関係を表す関数をいう。具体的には第１の関数は
骨部画像における骨塩レファレンスの信号値と、骨塩レ
ファレンスの実際の骨塩量とから求められるものであ
り、この第１の関数により放射線のエネルギー分布の変
化を吸収するものである。また、第２の関数は被写体の
厚さが変動することによるビームハードニングや散乱線
により、第１の関数により表される実際の骨塩量の変動
を補正するものである。Here, the first function and the second function are
A function that represents the relationship between the signal value that is the basis for obtaining the calibration curve and the actual bone mineral content. Specifically, the first function is obtained from the signal value of the bone mineral reference in the bone image and the actual amount of bone mineral of the bone mineral reference, and the change of the energy distribution of radiation by this first function. Is to absorb. The second function is for correcting the actual fluctuation of the amount of bone mineral represented by the first function due to the beam hardening and the scattered radiation due to the fluctuation of the subject thickness.
【００２０】また、軟部組識の厚さに基づいてとは、具
体的にはエネルギーサブトラクションを行うための高圧
画像あるいは低圧画像の軟部組識のＱＬ値に基づいてと
いう意味である。Further, "based on the thickness of the soft tissue" means specifically based on the QL value of the soft tissue of the high-voltage image or the low-voltage image for performing energy subtraction.
【００２１】さらに、上記第２の関数を求める方法とし
ては、上述した特開平4-247775号に記載された方法を適
用することができ、具体的には、第２の関数を、所定の
骨塩量を有する基準骨塩レファレンスに前記軟部組織と
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前記基準骨
塩レファレンスのみの画像を得るエネルギーサブトラク
ション処理を行い、該エネルギーサブトラクション処理
により得られた基準骨塩レファレンス画像に基づいて、
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関係を表す補正曲線
を複数求めることにより算出することが好ましい。Further, as the method for obtaining the above-mentioned second function, the method described in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 4-247775 can be applied. A sheet for approximating the thickness of the soft tissue composed of a substance having a radiation absorption coefficient equivalent to that of the soft tissue is superposed on a reference bone mineral reference having a salt content, and the sheets are different from each other while changing the thickness of the sheet. The signal value of the sheet corresponding to the thickness of the soft tissue in one radiation image of the plurality of radiation images obtained by irradiating the radiation of energy is obtained, and the thickness of the sheet is calculated using the plurality of radiation images. Energy subtraction processing for obtaining an image of only the reference bone mineral reference by correcting the signal value according to the reference value obtained by the energy subtraction processing. Based on the salt reference image,
It is preferable to calculate by obtaining a plurality of correction curves representing the relationship of the bone mineral content to the signal value of the radiographic image for each signal value of the sheet corresponding to the soft tissue having different thickness.
【００２２】すなわち、軟部組織の厚さを近似するため
のシートと基準骨塩レファレンスを重ね、そのシートの
厚さを変化させ、その都度エネルギーサブトラクション
処理を行うための放射線撮影を行い、基準骨塩レファレ
ンスを抽出するサブトラクトョン処理後、シートの厚み
ごとの複数の補正曲線としての第２の関数を予め作成す
る。次いで被写体のエネルギーサブトラクション処理の
ための放射線撮影により得られた骨部画像の骨塩レファ
レンスの信号値に基づいて校正曲線を求めるための第１
の関数を作成する。そして低圧画像から軟部組織の信号
値を求め、この値とシートの信号値とを対応させて補正
曲線を第２の関数として選択し、この補正曲線により第
１の関数を補正して校正曲線を算出し、骨部画像の骨部
領域の信号値とその校正曲線とにより骨塩量を求めるこ
とが好ましい。That is, a sheet for approximating the thickness of soft tissue and a reference bone mineral reference are overlaid, the thickness of the sheet is changed, and radiography for performing energy subtraction processing is performed each time, and the reference bone mineral is used. After the subtraction process for extracting the reference, a second function as a plurality of correction curves for each sheet thickness is created in advance. Next, a first for obtaining a calibration curve based on the signal value of the bone mineral reference of the bone image obtained by radiography for energy subtraction processing of the subject
Create a function for. Then, the signal value of the soft tissue is obtained from the low-voltage image, the correction curve is selected as the second function by associating this value with the signal value of the sheet, and the correction curve is corrected by correcting the first function with this correction curve. It is preferable to calculate and determine the bone mineral content from the signal value of the bone region of the bone image and its calibration curve.
【００２３】さらに前記校正曲線を、前記複数の放射線
画像のうち１つの放射線画像における関心領域の軟部組
織の信号値を求め、該信号値から前記軟部組織の厚さに
対応するシートの信号値を求め、該シートの信号値に基
づいて前記複数の曲線の中から該被写体に対応する曲線
を選択し、該対応する曲線により前記第１の関数を補正
することにより求めることが好ましい。Further, the calibration curve is used to obtain the signal value of the soft tissue in the region of interest in one of the radiation images, and the signal value of the sheet corresponding to the thickness of the soft tissue is calculated from the signal value. It is preferable to obtain the curve by selecting the curve corresponding to the subject from the plurality of curves based on the signal value of the sheet and correcting the first function with the corresponding curve.
【００２４】これは具体的には、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
記複数の補正曲線の中から該被写体に対応する補正曲線
を第２の関数として求め、この補正曲線により第１の関
数を補正して校正曲線を求め、前記複数の放射線画像を
用いて行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。More specifically, this is to say that radiation of different energies is applied to a subject composed of soft tissue and bone tissue to form a radiation image around a region of interest in one radiation image of a plurality of radiation images formed. The 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 correction corresponding to the subject from the plurality of correction curves is performed based on the signal value of the sheet. A curve is obtained as a second function, the first function is corrected by this correction curve to obtain a calibration curve, and the bone of the subject is subjected to energy subtraction processing performed using the plurality of radiation images to eliminate soft tissue. A partial image is generated, a signal value of the region of interest in the bone image is obtained, and a bone mineral content is obtained from the signal value and the calibration curve.
【００２５】[0025]
【作用】本発明による骨塩定量分析方法は、撮影した骨
塩レファレンスに基づいて算出される第１の関数と、こ
の第１の関数を軟部組織の厚さに基づいて補正する第２
の関数とにより校正曲線を作成するようにしたため、放
射線のエネルギ分布が変動しても、第１の関数よりこの
分布の変動の影響を吸収することができ、放射線のエネ
ルギ分布の変動によらずに校正曲線を作成することがで
きる。According to the method for quantitatively analyzing bone mineral according to the present invention, the first function calculated based on the photographed bone mineral reference and the second function for correcting the first function based on the thickness of the soft tissue are used.
Since the calibration curve is created with the function of and, even if the energy distribution of the radiation fluctuates, the influence of the fluctuation of this distribution can be absorbed by the first function, regardless of the variation of the energy distribution of the radiation. A calibration curve can be created at.
【００２６】また、第１の関数を軟部組織の厚さに基づ
く第２の関数により第１の関数を補正するようにしたた
め、軟部組織の厚さの変動を受けることなく測定精度の
よい骨塩定量を行うことができる。Further, since the first function is corrected by the second function based on the thickness of the soft tissue, the bone mineral having a good measurement accuracy without being affected by the variation of the thickness of the soft tissue. Quantitation can be done.
【００２７】さらに具体的に、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
値と校正曲線から骨塩量を求めるようにすることによ
り、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うことが可能となる。More specifically, a plurality of calibration curves of the amount of bone mineral with respect to the signal value of the radiographic image (the signal value indicating the bone) corresponding to the soft tissues having different thicknesses are obtained and correspond to the thickness of the soft tissues. By obtaining a calibration curve and determining the bone mineral content from the signal value of the region of interest in the bone image obtained by the energy subtraction process and the calibration curve, measurement can be performed without being affected by the thickness of the subject or soft tissue. It becomes possible to perform accurate bone mineral quantification.
【００２８】[0028]
【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.
【００２９】まず、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, the means, steps, etc. used in the method of the present invention will be described.
【００３０】図１は本発明の方法に用いる骨塩レファレ
ンス２、および骨塩レファレンス２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
合わせてなる可変レファレンスを表す図である。この骨
塩レファレンス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レファレンスであ
る。この骨塩レファレンス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
異なるレファレンス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、骨塩レファレンス２を示すも
のであり、また、図１(b) は、この骨塩レファレンス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レファレンス８を示
すものである。FIG. 1 shows the bone mineral reference 2 used in the method of the present invention, and a thickness for approximating the bone mineral reference 2 and the thickness of the soft tissue composed of a material having an equivalent radiation absorption coefficient. It is a figure showing the variable reference which overlaps with the sheet which can be changed according to it. The bone mineral reference 2 is a known bone mineral reference of the 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 reference 2 has a structure in which references 2a, 2b, 2c, 2d, 2e and 2f in which the amount of bone mineral, that is, the content (wt%) of CaCO 3 are different stepwise are arranged. The amount of CaCO 3 is known in advance. FIG. 1 (a) shows a bone mineral reference 2 and FIG. 1 (b) shows this bone mineral reference 2.
2 shows a variable reference 8 formed by stacking sheets whose thickness can be changed by stacking the sheets 4a, 4b and 4c.
【００３１】本発明の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と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 describing the method for quantitatively analyzing bone mineral of the present invention, an energy subtraction process will be described by taking a subject having soft tissue and bone tissue as an example.
【００３２】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
た放射線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の放射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、放射線源16の管電圧を変えて、透過放射線
のエネルギーが異なる被写体12の放射線画像を蓄積性蛍
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 the radiation 14 transmitted through the same subject 12 having soft tissue and bone is irradiated with different energies. That is, the radiation 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 radiation source 16 is changed. Then, the radiation image of the subject 12 having different transmitted radiation energy is accumulated and recorded in the stimulable phosphor sheet B. At this time, the positional relationship of the subject 12 is the same between the stimulable phosphor sheets A and B.
【００３３】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を透過した放射線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。FIG. 2 (b) shows a state in which two stimulable phosphor sheets are superposed and a filter 14 for partially absorbing radiation energy is interposed therebetween to irradiate the radiation 14 transmitted through the subject 12. Thus, the stimulable phosphor sheets A and B are simultaneously irradiated with radiation having different energy levels (so-called one-shot energy subtraction). The one-shot energy subtraction is described in detail in JP-A-59-83486.
【００３４】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放射線
画像を読み取り、画像を表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から蓄積放射線エネルギーを蓄積記録された放
射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 Ｓ
A 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, a radiation 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.
21 is main-scanned in the X direction by the scanning mirror 22, and the accumulated radiation energy from the phosphor sheet A is diverged as stimulated emission light 23 according to the accumulated and recorded radiation 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 digital image signal log S A of logarithm by the logarithm converter 26 comprising an amplifier and A / D converter (log S). This digital image signal log S
A is stored in the storage medium 27 such as a magnetic disk.
Next, in exactly the same manner, the recorded image of the other stimulable phosphor sheet B is read out, and its digital image signal log
S B is likewise stored in the storage medium 27.
【００３５】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放射線
源16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は放射線源の管電圧を高
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、人体の足の骨
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 process 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 radiation source 16 upon capturing an image carrying low pressure (e.g., 60 kV). The image 29 is an image obtained by photographing with a tube voltage of the radiation source being high voltage (120 kV). In these two images 28 and 29, the shadows 28a and 29a of the bones of the human foot and the shadows 28b and 29b of the soft tissue are shown.
【００３６】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は係数を表す） の演算処理を行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。The thickness of the soft tissues 28b and 29b differs greatly from individual to individual, 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. for each pixel log S = a · log S a -B · log S B + C ( where, a, B, C represents a coefficient) soft tissue shadow 28b by performing arithmetic processing, 29b
A bone part image 30 in which is deleted is obtained.
【００３７】ここで本発明の骨塩定量分析方法を説明す
る。The bone mineral quantitative analysis method of the present invention will be described below.
【００３８】この方法について、校正曲線を求めるため
の骨塩レファレンスに基づく第１の関数と、この第１の
関数を補正するための第２の関数を求めるための各工程
と、骨塩量を求める工程とを各段階に分けて説明する。Regarding this method, the first function based on the bone mineral reference for obtaining the calibration curve, each step for obtaining the second function for correcting this first function, and the bone mineral content are calculated. The step of obtaining and dividing the step will be described.
【００３９】まず、第１の関数を求める工程について説
明する。First, the step of obtaining the first function will be described.
【００４０】まず、図４に示すようにサブトラクション
処理により得られた骨部画像30に写し込まれている骨塩
レファレンス２の信号値を求める。この信号値は、骨塩
レファレンス２の各ブロック2a〜2fごとに求められ、こ
の求められた信号値を各ブロック2a〜2fに対応させて信
号値（Ｓba，Ｓbb，Ｓbc，Ｓbd，Ｓbe，Ｓbf）とする。First, as shown in FIG. 4, the signal value of the bone mineral reference 2 imaged in the bone image 30 obtained by the subtraction process is obtained. This signal value is obtained for each block 2a to 2f of the bone mineral reference 2, and the obtained signal value is made to correspond to each block 2a to 2f and the signal value (Sba, Sbb, Sbc, Sbd, Sbe, Sbf ).
【００４１】一方、各ブロック2a〜2fの骨密度値（Ｂa
，Ｂb ，Ｂc ，Ｂd ，Ｂe ，Ｂf ）は予め分かってい
る。そして、この骨密度値Ｂa 〜Ｂf と、信号値Ｓba〜
Ｓbfとに基づいて、下記の式(1) ｆ1 ＝ａ・Ｓb 2 ＋ｂ・Ｓb ＋ｃ …(1) の係数ａ，ｂ，ｃを最小二乗法により決定し、第１の関
数ｆ1 を骨部画像30の信号値Ｓb の関数として求める。
すなわち、各骨密度値Ｂa 〜Ｂf に対応する信号値Ｓba
〜Ｓbfを式(1) に代入し、 Ｂａ＝ａ・Ｓba2 ＋ｂ・Ｓba＋ｃ Ｂｂ＝ａ・Ｓbb2 ＋ｂ・Ｓbb＋ｃ Ｂｃ＝ａ・Ｓbc2 ＋ｂ・Ｓbc＋ｃ …(2) Ｂｄ＝ａ・Ｓbd2 ＋ｂ・Ｓbd＋ｃ Ｂｅ＝ａ・Ｓbe2 ＋ｂ・Ｓbe＋ｃ Ｂｆ＝ａ・Ｓbf2 ＋ｂ・Ｓbf＋ｃ の６つの式を求め、各式から最小二乗法により係数ａ，
ｂ，ｃを求めるものである。このようにして求められた
第１の関数は図５に示すものとなる。On the other hand, the bone density values (Ba
, Bb, Bc, Bd, Be, Bf) are known in advance. Then, the bone density values Ba to Bf and the signal value Sba to
Based on Sbf, the coefficients a, b, c of the following formula (1) f 1 = a · Sb 2 + b · Sb + c (1) are determined by the least squares method, and the first function f 1 is It is obtained as a function of the signal value Sb of the partial image 30.
That is, the signal value Sba corresponding to each of the bone density values Ba to Bf
Substituting Sbf into the equation (1), Ba = a · Sba 2 + b · Sba + c Bb = a · Sbb 2 + b · Sbb + c Bc = a · Sbc 2 + b · Sbc + c (2) Bd = a · Sbd 2 + b · sbd + c Be = a · Sbe 2 + b · Sbe + c Bf = asked six equations a · Sbf 2 + b · Sbf + c, coefficients a by the least square method from the equation,
b and c are obtained. The first function thus obtained is as shown in FIG.
【００４２】なお、この関数ｆ1 の算出は各撮影ごと、
すなわちサブトラクション画像を得るごとに求める。The calculation of this function f 1 is performed for each photographing,
That is, it is obtained each time a subtraction image is obtained.
【００４３】次いで、第１の関数を補正するための第２
の関数を求める工程について段階的に説明する。Then, the second function for correcting the first function
The step of obtaining the function of will be described step by step.
【００４４】(1) 高圧／低圧画像を形成する：まず、図
１(b) に示す可変レファレンスを形成せしめる。この可
変レファレンスを被写体として、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、可変レファレンスに含まれる
シートの厚さを変える都度行う。ここでは、シート厚を
３ｃｍ，５ｃｍ，７ｃｍの３種類について撮影する。す
なわち、そのシートの厚さの数、３回だけ高圧画像と低
圧画像を記録することとなる。この際図１(a) に示す骨
塩レファレンスも可変レファレンスとともに蓄積性蛍光
体シートに蓄積記録する。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、各画像のデジタ
ル画像信号を得ることができる。(1) Forming a high-voltage / low-voltage image: First, a variable reference shown in FIG. 1 (b) is formed. Using this variable reference as an object, 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 reference is changed. Here, three types of sheet thickness of 3 cm, 5 cm, and 7 cm are photographed. That is, the high-voltage image and the low-voltage image are recorded only 3 times the thickness of the sheet. At this time, the bone mineral reference shown in FIG. 1 (a) is also accumulated and recorded on the stimulable phosphor sheet together with the variable reference. 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.
【００４５】(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は、その値が骨塩
量を求める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. When the signal values a, b, and c of this sheet are equal to the soft tissue signal values obtained in the step of obtaining the bone mineral content, the sheet is considered to indicate the soft tissue.
【００４６】(3) エネルギーサブトラクション処理を行
う：それぞれのシート厚ごとに、高圧画像と低圧画像を
用いて可変レファレンスの骨塩レファレンスのみが抽出
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
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レフ
ァレンス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 reference of the variable reference 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 reference image can be identified by the signal value of the sheet.
【００４７】(4) 補正曲線を作成する：エネルギーサブ
トラクション処理により得た３つの骨塩レファレンス画
像を用いて、該骨塩レファレンス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
６に示すような補正曲線を３本作成する。図６におい
て、補正曲線Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれシートの信号値
ａ，ｂ，ｃと対応している。この補正曲線はそれぞれ以
下のようにして求める。(4) Creating a correction curve: Using three bone mineral reference images obtained by the energy subtraction process, the signal value of each section of the bone mineral reference and the known bone mineral content of that section are associated. At least three correction curves as shown in FIG. 6 are created. In FIG. 6, the correction curves A, B, and C correspond to the sheet signal values a, b, and c, respectively. This correction curve is obtained as follows.
【００４８】まず、図４に示すようにサブトラクション
処理により得られた骨部画像30に写し込まれている可変
レファレンスの各ブロック2a〜2fの信号値（Ｓbp1 ，Ｓ
bp2，Ｓbp3 ，Ｓbp4 ，Ｓbp5 ，Ｓbp6 ）と、可変レフ
ァレンスの各ブロック2a〜2fの信号値Ｓbp1 〜Ｓbp6 と
上述した第１の関数ｆ1 により得られる値ｆ1 （Ｓbp1
），ｆ1 （Ｓbp2 ），ｆ1 （Ｓbp3 ），ｆ1 （Ｓbp4
），ｆ1 （Ｓbp5 ），ｆ1 （Ｓbp6 ）を求める。一
方、各ブロック2a〜2fの骨密度値（Ｂp1，Ｂp2，Ｂp3，
Ｂp4，Ｂp5，Ｂp6）は予め分かっている。そしてこの骨
密度値Ｂp1〜Ｂp6、および関数値ｆ1 （Ｓbp1 ）〜ｆ1
（Ｓbp6 ）に基づいて下記の式(3) ｆ2 ＝ｐｋ・Ｓb 2 ＋ｑｋ・Ｓb ＋ｒｋ （ｋ＝１，ｎ）…(3) の係数（ｐｋ，ｑｋ，ｒｋ）を決定する。First, as shown in FIG. 4, the signal values (Sbp1, Sbp) of the respective blocks 2a to 2f of the variable reference imaged in the bone part image 30 obtained by the subtraction process.
bp2, Sbp3, Sbp4, Sbp5, Sbp6) and the value obtained by the first function f 1 described above the signal value SBP1 ～Sbp6 of each block 2a~2f variable reference f 1 (SBP1
), F 1 (Sbp2), f 1 (Sbp3), f 1 (Sbp4
), F 1 (Sbp5), f 1 (Sbp6). On the other hand, the bone density values (Bp1, Bp2, Bp3,
Bp4, Bp5, Bp6) are known in advance. And this bone density values Bp1～Bp6, and the function value f 1 (Sbp1) ~f 1
Based on (Sbp6), the coefficient (pk, qk, rk) of the following formula (3) f 2 = pk · Sb 2 + qk · Sb + rk (k = 1, n) (3) is determined.
【００４９】次いで、低圧画像における軟部組識の領域
の信号値Ｓskを求め、下記の式(4)〜(6) のｐ，ｑ，ｒ
を信号値Ｓs の２次関数として最小二乗法により式(4)
〜(6) の係数（ｐa ，ｐb ，ｐc ，ｑa ，ｑb ，ｑc ，
ｒa ，ｒb ，ｒc ）を決定する。Next, the signal value Ssk in the region of the soft tissue in the low-voltage image is obtained, and p, q, and r of the following equations (4) to (6) are obtained.
Is a quadratic function of the signal value Ss by the least squares method (4)
~ (6) coefficients (pa, pb, pc, qa, qb, qc,
Ra, rb, rc) are determined.
【００５０】 ｐ（Ｓs ）＝ｐａ・Ｓs 2 ＋ｐｂ・Ｓs ＋ｐｃ …(4) ｑ（Ｓs ）＝ｑａ・Ｓs 2 ＋ｑｂ・Ｓs ＋ｑｃ …(5) r(Ss ）＝ｒａ・Ｓs 2 ＋ｒｂ・Ｓs ＋ｒｃ …(6) そして上述した(3) 〜(6) により、最終的に第１の関数
ｆ1 を補正するための第２の関数ｆ2 は、 ｆ2 （Ｓs ，Ｓb ）＝ｐ（Ｓs ）×Ｓb 2 ＋ｑ（Ｓs ）×Ｓb 2 ＋ｒ（Ｓs ） …(7) として求められる。[0050] p (Ss) = pa · Ss 2 + pb · Ss + pc ... (4) q (Ss) = qa · Ss 2 + qb · Ss + qc ... (5) r (Ss) = ra · Ss 2 + rb · Ss + rc (6) And the second function f 2 for finally correcting the first function f 1 by the above (3) to (6) is f 2 (Ss, Sb) = p (Ss) It is calculated as × Sb 2 + q (Ss) × Sb 2 + r (Ss) (7).
【００５１】なお、第２の関数は被写体の放射線画像の
撮影を行う前に予め求めておくものである。The second function is obtained in advance before taking a radiographic image of a subject.
【００５２】そしてこのようにして求められた第１の関
数ｆ1 および第２の関数ｆ2 により、校正曲線は以下の
式(8) で表される。The calibration curve is expressed by the following equation (8) using the first function f 1 and the second function f 2 thus obtained.
【００５３】 ＢＭＤ＝ｆ1 （Ｓb ）＋ｆ2 （Ｓs ，Ｓb ） …(8) ＢＭＤ＝Bone Mineral Dencity Ｓs ：骨周囲の軟部組識の原画像における平均ＱＬ値 Ｓb ：骨部の軟部組識消去画像における平均ＱＬ値 次いで第１の関数ｆ1 および第２の関数ｆ2 を用いて骨
塩量を求める工程について段階的に説明する。BMD = f 1 (Sb) + f 2 (Ss, Sb) (8) BMD = Bone Mineral Dencity Ss: Average QL value in the original image of the soft tissue around the bone Sb: Erase of the soft tissue of the bone Average QL value in image Next, the step of obtaining the bone mineral content using the first function f 1 and the second function f 2 will be described step by step.
【００５４】(1) 高圧／低圧画像を形成する：上述した
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。(1) Forming high-voltage / low-voltage images: Similar to the above-described process, one-shot energy subtraction imaging is performed on a subject having soft tissue and bone tissue as shown in FIG. A high-voltage image and a low-voltage image are accumulated and recorded on a stimulable phosphor sheet. The accumulated and recorded images are read by the image reading device shown in FIG. 3 to obtain digital image signals.
【００５５】(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、その周辺部とはこの骨の周
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 this bone.
【００５６】(3) 第２の関数の選択：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補正曲線を選
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 second function: As described above, the signal value of the soft tissue obtained here is compared with the signal value of the sheet, and the correction curve of the signal value of the sheet having the closest value is obtained. select. 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.
【００５７】(4) エネルギーサブトラクション処理を行
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い、
骨部組織の抽出された骨部画像を得る。(4) Perform energy subtraction processing: Perform energy subtraction processing to obtain an image in which soft tissue is erased using a high-voltage image and a low-voltage image,
An extracted bone image of the bone tissue is obtained.
【００５８】(5) 第１の関数ｆ1 を算出する。(5) The first function f 1 is calculated.
【００５９】骨部画像における骨塩レファレンスの信号
値と、予め分かっている各ブロックの骨密度に基づいて
上述した式(1) および式(2) により第１の関数ｆ1 を算
出する。The first function f 1 is calculated by the above equations (1) and (2) based on the signal value of the bone mineral reference in the bone image and the bone density of each block which is known in advance.
【００６０】(6) 第１の関数を補正して校正曲線を得
る。(6) A calibration curve is obtained by correcting the first function.
【００６１】求められた第１の関数ｆ1 を選択された第
２の関数ｆ2 により補正して校正曲線を求める。A calibration curve is obtained by correcting the obtained first function f 1 by the selected second function f 2 .
【００６２】(7) 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。(7) 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 obtained, that is, the region of interest, from the bone image.
【００６３】(8) 骨塩量を求める：上述した実施例にお
いては、３ｃｍ，５ｃｍ，７ｃｍの種類にシート厚を変
えて可変レファレンスを撮影して３種類の補正曲線であ
る第２の関数を算出するようにしているが、これに限定
されるものではなく、他に９ｃｍ，１１ｃｍのシート厚
の可変レファレンスを加えて、５種類の第２の関数を算
出するようにしてもよいものである。(8) Obtaining the amount of bone mineral: In the above-described embodiment, the variable reference is photographed by changing the sheet thickness to 3 cm, 5 cm, and 7 cm, and the second function, which is three kinds of correction curves, is obtained. However, the present invention is not limited to this, and it is also possible to add a variable reference of the sheet thickness of 9 cm and 11 cm to calculate the 5 types of the second functions. .
【００６４】[0064]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る骨塩定量分析方法は、校正曲線を撮影された骨塩レフ
ァレンスに基づく第１の関数およびこの第１の関数を補
正するための軟部組織の厚さに基づく第２の関数とによ
り算出するようにしたため、第１の関数により放射線の
エネルギ分布の変動の影響を吸収することができ、第２
の関数により被写体あるいは軟部組織の厚さの変動の影
響を吸収することができる。したがって、放射線のエネ
ルギ分布の変動および軟部組織の厚さの変動に拘らず、
校正曲線を求めることができ、これにより高精度の骨塩
定量分析を行うことができる。As described in detail above, the method for quantitatively analyzing bone mineral according to the present invention includes a first function based on a bone mineral reference whose calibration curve is photographed, and a soft part for correcting the first function. Since it is calculated by the second function based on the thickness of the tissue, it is possible to absorb the influence of the fluctuation of the energy distribution of the radiation by the first function.
It is possible to absorb the influence of the variation of the thickness of the object or the soft tissue by the function of. Therefore, regardless of variations in the energy distribution of radiation and variations in the thickness of soft tissue,
A calibration curve can be obtained, which enables highly accurate quantitative analysis of bone mineral.
【図１】本発明による骨塩定量分析方法に用いる骨塩レ
ファレンスと、この骨塩レファレンスと軟部組織の厚さ
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表す図FIG. 1 is a diagram in which a bone mineral reference used in the method for quantitatively analyzing bone mineral according to the present invention and a sheet made of a substance having an equivalent radiation absorption coefficient for approximating the bone mineral reference and the thickness of soft tissue are superposed. Figure showing
【図２】本発明による骨塩定量分析を実施するための画
像を得る撮影手段を表す図FIG. 2 is a view showing a photographing means for obtaining an image for carrying out a quantitative analysis of bone mineral according to the present invention.
【図３】蓄積性蛍光体シートから放射線画像を読み取る
ための読取装置を表す図FIG. 3 is a diagram showing a reading device for reading a radiation image from a stimulable phosphor sheet.
【図４】サブトラクション処理を模式的に表す図FIG. 4 is a diagram schematically showing a subtraction process.
【図５】骨塩レファレンスに基づく第１の関数を表す図FIG. 5 is a diagram showing a first function based on a bone mineral reference.
【図６】第１の関数を補正する第２の関数を表す図FIG. 6 is a diagram showing a second function that corrects the first function.
２ 骨塩レファレンス ４ シート ８ 可変レファレンス 12 被写体 14 放射線 16 放射線管 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 reference 4 Sheet 8 Variable reference 12 Subject 14 Radiation 16 Radiation 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 image
Claims (2)
被検体中の骨塩量を段階的に模擬した骨塩レファレンス
とを被写体とする、互いに異なるエネルギーの放射線に
より形成された複数の放射線画像に基づいて、前記被検
体中の骨部組織の陰影が抽出もしくは強調された骨部画
像を生成し、該骨部画像中に現れる前記骨塩レファレン
スの信号値に基づいて前記骨部組織の信号値に対する骨
塩量の校正曲線を求め、該骨部組織における関心領域の
信号値と前記校正曲線とに基づいて前記骨部組織中の骨
塩の定量分析を行う骨塩定量分析方法において、 前記校正曲線を、前記骨部画像における前記骨塩レファ
レンスの信号値に基づいて算出される第１の関数と、前
記複数の放射線画像のうちの１つの放射線画像における
関心領域周辺の軟部組織の厚さに基づいて前記第１の関
数を補正する、予め算出された第２の関数とに基づいて
求めることを特徴とする骨塩定量分析方法。1. A plurality of subjects formed by radiation of different energies, each of which is a subject including a soft tissue and a bone tissue and a bone mineral reference in which the amount of bone mineral in the human subject is simulated stepwise. Of the bone tissue in the subject is extracted or enhanced based on the radiation image of the bone image, and the bone portion is generated based on the signal value of the bone mineral reference appearing in the bone image. A bone mineral quantitative analysis method for obtaining a calibration curve of the amount of bone mineral with respect to the signal value of the tissue, and quantitatively analyzing the bone mineral in the bone tissue based on the signal curve of the region of interest in the bone tissue and the calibration curve. In the above-mentioned calibration curve, the first function calculated based on the signal value of the bone mineral reference in the bone image and the soft tissue around the region of interest in one of the radiographic images Correcting the first function on the basis of the thickness, bone mineral quantitative analysis method characterized by determining based on a second function that is calculated in advance.
る基準骨塩レファレンスに前記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前記基準骨塩レファレンスのみの画
像を得るエネルギーサブトラクション処理を行い、 該エネルギーサブトラクション処理により得られた基準
骨塩レファレンス画像に基づいて、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
対する骨塩量の関係を表す補正曲線を複数求めることに
より算出し、 前記校正曲線を、前記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の軟部組織の信号値を求め、 該信号値から前記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曲線の中から該
被写体に対応する曲線を選択し、該対応する曲線により
前記第１の関数を補正することにより求めることを特徴
とする請求項１記載の骨塩定量分析方法。2. A sheet for approximating the thickness of soft tissue, which is made of a substance having a radiation absorption coefficient equivalent to that of the soft tissue, to a reference bone mineral reference having a predetermined amount of bone mineral by using the second function. The 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 radiations having different energies each time while changing the thickness of the sheet. Obtaining the energy subtraction process to obtain an image of only the reference bone mineral reference by correcting the signal value according to the thickness of the sheet using the plurality of radiation images, the reference bone obtained by the energy subtraction process Based on the salt reference image, for each signal value of the sheet corresponding to the soft tissue of different thickness, the bone mineral for the signal value of the radiation image Is calculated by obtaining a plurality of correction curves representing the relationship, and the calibration curve is obtained by obtaining the signal value of the soft tissue of the region of interest in one radiation image of the plurality of radiation images, and from the signal value of the soft tissue A signal value of the sheet corresponding to the thickness is obtained, a curve corresponding to the subject is selected from the plurality of curves based on the signal value of the sheet, and the first function is corrected by the corresponding curve. The method for quantitative analysis of bone mineral according to claim 1, wherein
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7075798A JPH08266528A (en) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | Quantitative analysis of osteosalt |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7075798A JPH08266528A (en) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | Quantitative analysis of osteosalt |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08266528A true JPH08266528A (en) | 1996-10-15 |
Family
ID=13586589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7075798A Withdrawn JPH08266528A (en) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | Quantitative analysis of osteosalt |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08266528A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021216238A1 (en) * | 2020-04-17 | 2021-10-28 | Warsaw Orthopedic, Inc. | Implant with graded radiopacity calibration feature |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP7075798A patent/JPH08266528A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021216238A1 (en) * | 2020-04-17 | 2021-10-28 | Warsaw Orthopedic, Inc. | Implant with graded radiopacity calibration feature |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2641078B2 (en) | Bone mineral analysis | |
| US5122664A (en) | Method and apparatus for quantitatively analyzing bone calcium | |
| EP0385505A2 (en) | Radiographic image processing method and photographic imaging apparatus therefor | |
| Stewart et al. | Single‐exposure dual‐energy computed radiography | |
| JPH08266529A (en) | Quantitative analysis of osteosalt | |
| JP2981701B2 (en) | Radiation imaging method and bone mineral quantitative analysis method using the same | |
| US7469034B2 (en) | Method for analyzing and representing x-ray projection images and x-ray examination unit | |
| JPH0924039A (en) | Bone-salt quantitative analysis method and device | |
| Behrman | The impact of increased Al filtration on x‐ray tube loading and image quality in diagnostic radiology | |
| JPH05161633A (en) | Radiation diagnostic device | |
| Pachoud et al. | A new test phantom with different breast tissue compositions for image quality assessment in conventional and digital mammography | |
| JP2694583B2 (en) | Bone mineral analysis | |
| JP2932019B2 (en) | Bone mineral analysis | |
| Dinten et al. | Dual-energy x-ray absorptiometry using 2D digital radiography detector: application to bone densitometry | |
| JPH08266528A (en) | Quantitative analysis of osteosalt | |
| JP2627098B2 (en) | Method and apparatus for quantitative analysis of bone mineral | |
| JP2641077B2 (en) | Bone mineral analysis | |
| Theodorakou et al. | A novel method for producing x-ray test objects and phantoms | |
| JPH06133223A (en) | Bone part picture analyzing method | |
| JP2694578B2 (en) | Bone mineral analysis | |
| JP2694579B2 (en) | Bone mineral analysis | |
| JP3030950B2 (en) | Calibration phantom and data calibration method | |
| Rothenberg | AAPM tutorial. Patient dose in mammography. | |
| JPH05329141A (en) | X-ray diagnostic system and correction method therefor | |
| JPH08274994A (en) | Image signal correction method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020604 |