JPH0340611B2 - - Google Patents
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- JPH0340611B2 JPH0340611B2 JP25063885A JP25063885A JPH0340611B2 JP H0340611 B2 JPH0340611 B2 JP H0340611B2 JP 25063885 A JP25063885 A JP 25063885A JP 25063885 A JP25063885 A JP 25063885A JP H0340611 B2 JPH0340611 B2 JP H0340611B2
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- bone
- ray
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- density pattern
- bones
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Landscapes
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Eye Examination Apparatus (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
＜技術分野＞
本発明は、骨のＸ線写真像の評価方法に関す
る。更に詳細には本発明は、海綿骨をＸ線撮影し
て得られる骨のＸ線写真像の陰影濃度を測定して
骨の濃度パターンを求め、該波形スペクトルをフ
ーリエ変換して、海綿骨を評価する骨のＸ線写真
像の評価方法に関する。
る。更に詳細には本発明は、海綿骨をＸ線撮影し
て得られる骨のＸ線写真像の陰影濃度を測定して
骨の濃度パターンを求め、該波形スペクトルをフ
ーリエ変換して、海綿骨を評価する骨のＸ線写真
像の評価方法に関する。
＜従来技術＞
人間の骨は、皮質骨と海綿骨に分類される。皮
質骨は緻密な骨組織であり、四肢の長管骨骨幹部
に代表され、パイプ状の形をとる。海綿骨は骨梁
という網目状に分布する骨組織であり、長管骨の
骨端部や、脊椎、手根骨、踵骨、距骨、足根骨等
にみられる。皮質骨に比し、海綿骨は、その骨組
織が血管系を含む軟部組織に接する面積が大きい
ため、骨の代謝回転が早く、骨の病変あるいは治
療によう変化が早いという特徴をもつ。
質骨は緻密な骨組織であり、四肢の長管骨骨幹部
に代表され、パイプ状の形をとる。海綿骨は骨梁
という網目状に分布する骨組織であり、長管骨の
骨端部や、脊椎、手根骨、踵骨、距骨、足根骨等
にみられる。皮質骨に比し、海綿骨は、その骨組
織が血管系を含む軟部組織に接する面積が大きい
ため、骨の代謝回転が早く、骨の病変あるいは治
療によう変化が早いという特徴をもつ。
皮質骨の骨の評価方法、即し、皮質骨の発育状
態、老化度あるいは骨粗鬆症、骨軟化症等の骨病
変の種類などを評価する方法としてMD法が知ら
れている［骨代謝、第13巻、187〜195頁
（1980）；骨代謝、第14巻、91〜104頁（1981）等
参照］。MD法の改良法としては、楕円モデルの
方法［骨形態計測ハンドブツク、第５巻、36〜46
頁（1985）］などが知られている。
態、老化度あるいは骨粗鬆症、骨軟化症等の骨病
変の種類などを評価する方法としてMD法が知ら
れている［骨代謝、第13巻、187〜195頁
（1980）；骨代謝、第14巻、91〜104頁（1981）等
参照］。MD法の改良法としては、楕円モデルの
方法［骨形態計測ハンドブツク、第５巻、36〜46
頁（1985）］などが知られている。
海綿骨の骨の評価方法としては、海綿骨の単純
Ｘ線写真からその骨梁の変化を調べて評価する方
法がある。即ち、海綿骨の骨梁は骨にかかる応力
分布に一致して配分されており、体重を支える太
い骨梁（主骨梁）と、それを連結する細い骨梁
（副骨梁）とがあるが、骨粗鬆症等の骨疾患によ
る骨量減少の際には、先ず副骨梁の吸収がおこ
り、主骨梁は比較的良く保たれるという規則性が
みられる。そこでこの規則性を利用して単純Ｘ線
写真から、骨萎縮の程度を判定する方法として、
脊椎に対しては慈恵医大式分類、大腿骨骨頚部に
対してはSinghの分類、踵骨に対しては
calcanealindex等［骨粗鬆症（基礎と臨床）、藤
田拓男ら、p331〜337、協和企画通信S.58.11.発
行；ザ・ジヤーナル・オブ・ボーン・アンド・ジ
ヨイント・サージエリー（J.Bone and Joint
Surg）65巻Ｂ、No.２、195〜198（1983）；J.Bone
and Joint Surg、52巻Ａ、457（1970）］の方法が
知られている。
Ｘ線写真からその骨梁の変化を調べて評価する方
法がある。即ち、海綿骨の骨梁は骨にかかる応力
分布に一致して配分されており、体重を支える太
い骨梁（主骨梁）と、それを連結する細い骨梁
（副骨梁）とがあるが、骨粗鬆症等の骨疾患によ
る骨量減少の際には、先ず副骨梁の吸収がおこ
り、主骨梁は比較的良く保たれるという規則性が
みられる。そこでこの規則性を利用して単純Ｘ線
写真から、骨萎縮の程度を判定する方法として、
脊椎に対しては慈恵医大式分類、大腿骨骨頚部に
対してはSinghの分類、踵骨に対しては
calcanealindex等［骨粗鬆症（基礎と臨床）、藤
田拓男ら、p331〜337、協和企画通信S.58.11.発
行；ザ・ジヤーナル・オブ・ボーン・アンド・ジ
ヨイント・サージエリー（J.Bone and Joint
Surg）65巻Ｂ、No.２、195〜198（1983）；J.Bone
and Joint Surg、52巻Ａ、457（1970）］の方法が
知られている。
＜発明が解決しようとする問題点＞
しかしながら、これらの単純Ｘ線写真から骨萎
縮の程度を判定する方法は、いずれも単純Ｘ線写
真の肉眼視による判定であり、客観性に乏しく、
またわずかな病変の変化に対処できるほどの精度
はない。従つて、踵骨、脊椎などの海綿骨に対す
るより客観的、定量的な骨の評価方法の開発が望
まれている。
縮の程度を判定する方法は、いずれも単純Ｘ線写
真の肉眼視による判定であり、客観性に乏しく、
またわずかな病変の変化に対処できるほどの精度
はない。従つて、踵骨、脊椎などの海綿骨に対す
るより客観的、定量的な骨の評価方法の開発が望
まれている。
＜問題点を解決するための手段＞
本発明者らは、海綿骨の客観的、定量的な評価
方法について鋭意研究した結果、海綿骨をＸ線撮
影して得られる骨のＸ線写真像の陰影濃度を測定
して骨の濃度パターンを求め、該濃度パターンを
フーリエ変換してパワースペクトルを求め、パワ
ースペクトルに基いて海綿骨の骨梁を解析して骨
を評価することによつて、海綿骨を客観的かつ定
量的に評価できることを見出し本発明を完成した
ものである。
方法について鋭意研究した結果、海綿骨をＸ線撮
影して得られる骨のＸ線写真像の陰影濃度を測定
して骨の濃度パターンを求め、該濃度パターンを
フーリエ変換してパワースペクトルを求め、パワ
ースペクトルに基いて海綿骨の骨梁を解析して骨
を評価することによつて、海綿骨を客観的かつ定
量的に評価できることを見出し本発明を完成した
ものである。
即ち、本発明は、海綿骨をＸ線撮影して得られ
る骨のＸ線写真像の陰影濃度を測定して骨の濃度
パターンを求め、該濃度パターンをフーリエ変換
して得られるパワースペクトルに基いて海綿骨の
骨梁を解析して骨を評価することを特徴とする骨
のＸ線写真像の評価方法である。
る骨のＸ線写真像の陰影濃度を測定して骨の濃度
パターンを求め、該濃度パターンをフーリエ変換
して得られるパワースペクトルに基いて海綿骨の
骨梁を解析して骨を評価することを特徴とする骨
のＸ線写真像の評価方法である。
本発明では、先ず海綿骨をＸ線撮影して得られ
る骨のＸ線写真像の陰影濃度（以下単に「Ｘ線濃
度」ともいう）を測定して骨の濃度パターンを求
める。
る骨のＸ線写真像の陰影濃度（以下単に「Ｘ線濃
度」ともいう）を測定して骨の濃度パターンを求
める。
海綿骨としては、踵骨、脊椎、長管骨、手根
骨、足根骨の骨端部が適当である。これらの海綿
骨をＸ線撮影してＸ線の像を得る。Ｘ線撮影して
得られる骨のＸ線濃度を測定して骨の濃度パター
ンを求める。濃度パターンを求めるには、例えば
従来のMD法と同様にして求めることができる。
即ち、Ｘ線写真像（以下単に「Ｘ線像」ともい
う）の陰影度を、例えば１段の高さ１mmで20段
（最低の高さ１mm、最高の高さ20mm）のアルミ階
段、あるいはアルミニウムスロープのＸ線像とと
もにデンシトメーターで測定する。得られた陰影
度は、アルミ階段の段数に変換補正して濃度パタ
ーンを求める。あるいは骨のＸ線像を、アルミ階
段、アルミニウムスロープのＸ線像とともにテレ
ビカメラで読み取つて骨の濃度パターンを求める
こともできる。
骨、足根骨の骨端部が適当である。これらの海綿
骨をＸ線撮影してＸ線の像を得る。Ｘ線撮影して
得られる骨のＸ線濃度を測定して骨の濃度パター
ンを求める。濃度パターンを求めるには、例えば
従来のMD法と同様にして求めることができる。
即ち、Ｘ線写真像（以下単に「Ｘ線像」ともい
う）の陰影度を、例えば１段の高さ１mmで20段
（最低の高さ１mm、最高の高さ20mm）のアルミ階
段、あるいはアルミニウムスロープのＸ線像とと
もにデンシトメーターで測定する。得られた陰影
度は、アルミ階段の段数に変換補正して濃度パタ
ーンを求める。あるいは骨のＸ線像を、アルミ階
段、アルミニウムスロープのＸ線像とともにテレ
ビカメラで読み取つて骨の濃度パターンを求める
こともできる。
濃度パターンを求めるために、Ｘ線撮影して得
られる骨のＸ線濃度を読み取る際には、海綿骨の
主骨梁に対して垂直方法に読み取るのが好まし
い。主骨梁に対し垂直方法に読み取ることによつ
て、海綿骨の主骨梁を最もよく反映した濃度パタ
ーンが得られるからである。踵骨を例にとつて説
明する。第１図に踵骨のＸ線写真像を模式的に示
した。踵骨の主骨梁を最もよく反映した波形スペ
クトルを求めるため、Ｘ線写真像のＡ、Ｂの例え
ば中心とＣ、Ｄの例えば中心の点とを結び、直線
ａの中心部分、例えば10mmの部分の陰影度を読み
取つて濃度パターンを求める。この場合、主骨梁
を最もよく反映した濃度パターンを第２図に示し
た。
られる骨のＸ線濃度を読み取る際には、海綿骨の
主骨梁に対して垂直方法に読み取るのが好まし
い。主骨梁に対し垂直方法に読み取ることによつ
て、海綿骨の主骨梁を最もよく反映した濃度パタ
ーンが得られるからである。踵骨を例にとつて説
明する。第１図に踵骨のＸ線写真像を模式的に示
した。踵骨の主骨梁を最もよく反映した波形スペ
クトルを求めるため、Ｘ線写真像のＡ、Ｂの例え
ば中心とＣ、Ｄの例えば中心の点とを結び、直線
ａの中心部分、例えば10mmの部分の陰影度を読み
取つて濃度パターンを求める。この場合、主骨梁
を最もよく反映した濃度パターンを第２図に示し
た。
次いで、濃度パターンをフーリエ変換して、パ
ワースペクトルを求める。
ワースペクトルを求める。
フーリエ変換するには、濃度パターンを直接フ
ーリエ変換してもよいが、例えば濃度パターンの
最大値が１、最小値が０となるように変換してか
ら、あるいはまた濃度パターンの直流成分を削除
した後、フーリエ変換してもよい。フーリエ変換
は、濃度パターンを周期関数ｆ（ｘ）として、フ
ーリエ級数 ｆ（ｘ）＝1/2a0＋∞ 〓n=1 （Ancosnx＋Bnsinnx） に展開してフーリエ係数An、Bnを求め、次いで Cn＝√2＋2 よりCn（パワースペクトル）を求めるものであ
る。これらの操作はコンピユーターによる高速フ
ーリエ変換を使用することができる。パワースペ
クトルは海綿骨の骨梁の増減を反映した値であ
る。
ーリエ変換してもよいが、例えば濃度パターンの
最大値が１、最小値が０となるように変換してか
ら、あるいはまた濃度パターンの直流成分を削除
した後、フーリエ変換してもよい。フーリエ変換
は、濃度パターンを周期関数ｆ（ｘ）として、フ
ーリエ級数 ｆ（ｘ）＝1/2a0＋∞ 〓n=1 （Ancosnx＋Bnsinnx） に展開してフーリエ係数An、Bnを求め、次いで Cn＝√2＋2 よりCn（パワースペクトル）を求めるものであ
る。これらの操作はコンピユーターによる高速フ
ーリエ変換を使用することができる。パワースペ
クトルは海綿骨の骨梁の増減を反映した値であ
る。
第３図は、第２図において直線ａをやや平行移
動して、10mmの部分の濃度パターンを10回もとめ
（尚、求める濃度パターンは多いのが好ましい。）
これらの濃度パターンをそれぞれフーリエ変換
し、それぞれのCn値を求め、これらを合計した
値を求めたものである。また、10mmの部分の濃度
パターンを求めるために、256個の濃度データを
読み取つている（尚、読み取るデータは出来るだ
け多いのが好ましい。） 第３図には、健常者の踵骨の濃度パターンから
のパワースペクトル（Cn、実線）と老人性骨粗
鬆症のパワースペクトル（Cn、波線）が示され
ている。この図から判るように、ｎ＝10を中心と
してCn値が、健常者と骨粗鬆症患者とでは相違
する。従つて、濃度パターンよりフーリエ変換
し、Cn値を求め、特定のCn値、例えばc10値を比
較検討することによつて、海綿骨の骨梁を解析す
ることができ、骨病変の種類、進行度等を評価す
ることができる。
動して、10mmの部分の濃度パターンを10回もとめ
（尚、求める濃度パターンは多いのが好ましい。）
これらの濃度パターンをそれぞれフーリエ変換
し、それぞれのCn値を求め、これらを合計した
値を求めたものである。また、10mmの部分の濃度
パターンを求めるために、256個の濃度データを
読み取つている（尚、読み取るデータは出来るだ
け多いのが好ましい。） 第３図には、健常者の踵骨の濃度パターンから
のパワースペクトル（Cn、実線）と老人性骨粗
鬆症のパワースペクトル（Cn、波線）が示され
ている。この図から判るように、ｎ＝10を中心と
してCn値が、健常者と骨粗鬆症患者とでは相違
する。従つて、濃度パターンよりフーリエ変換
し、Cn値を求め、特定のCn値、例えばc10値を比
較検討することによつて、海綿骨の骨梁を解析す
ることができ、骨病変の種類、進行度等を評価す
ることができる。
また、パワースペクトルからの評価により客観
的にするために、例えばｎ＝５からｎ＝20までの
パワースペクトルの和とｎ＝40からｎ＝127まで
の和との比を求めて、この比を比較検討して骨を
評価することもできる。即ち老人性骨粗鬆症の場
合には、ｎ＝５からｎ＝20までのパワースペクト
ルの和とｎ＝40からｎ＝127までの和との比は、
健常者に比べてかなり低い値を示す。
的にするために、例えばｎ＝５からｎ＝20までの
パワースペクトルの和とｎ＝40からｎ＝127まで
の和との比を求めて、この比を比較検討して骨を
評価することもできる。即ち老人性骨粗鬆症の場
合には、ｎ＝５からｎ＝20までのパワースペクト
ルの和とｎ＝40からｎ＝127までの和との比は、
健常者に比べてかなり低い値を示す。
一方、濃度パターンから得られるパワースペク
トルと従来のMD法等により得られる骨密度分布
を組み合わせることによつて、より客観的、定量
的に骨を評価することもできる。
トルと従来のMD法等により得られる骨密度分布
を組み合わせることによつて、より客観的、定量
的に骨を評価することもできる。
＜発明の効果＞
本発明は、海綿骨のＸ線写真像の評価方法を提
供すものであり、本発明の方法によれば、特に踵
骨の骨を評価することによつて、骨の状態をより
適確に客観的に評価することができ、本発明の意
義は大きい。
供すものであり、本発明の方法によれば、特に踵
骨の骨を評価することによつて、骨の状態をより
適確に客観的に評価することができ、本発明の意
義は大きい。
＜実施例＞
実施例
55才の女性の老人性骨粗鬆症患者の踵骨をＸ線
撮影してＸ線像を得た。このＸ線像より、第１図
に示した如き補助線ａを引き、この補助線ａの中
心部10mmのＸ線陰影度をデンシトメトリーにより
読み取り、骨の濃度パターン第２図を得た。同様
の操作を、補助線ａをやや平行移動して10回行い
濃度パターンを得た。
撮影してＸ線像を得た。このＸ線像より、第１図
に示した如き補助線ａを引き、この補助線ａの中
心部10mmのＸ線陰影度をデンシトメトリーにより
読み取り、骨の濃度パターン第２図を得た。同様
の操作を、補助線ａをやや平行移動して10回行い
濃度パターンを得た。
これらの濃度パターンをそれぞれフーリエ変換
してcn値を求め、これらのcn値を合計して、フ
ーリエ変換の結果を第３図の如きグラフに示し
た。同様にして健常者の踵骨からのcn値を求め
た。
してcn値を求め、これらのcn値を合計して、フ
ーリエ変換の結果を第３図の如きグラフに示し
た。同様にして健常者の踵骨からのcn値を求め
た。
第３図より明らかなようにｎ＝10を中心として
老人性骨粗鬆症患者のパワースペクトル値は、健
常者のそれより低い値を示している。またｎ＝20
までのパワースペクトルの和とｎ＝40からｎ＝
127までの和との比は、老人性骨粗鬆症患者の場
合約0.07であり、健常者の場合0.12であつた。こ
れによつて、波形スペクトルをフーリエ分解して
得られるパワースペクトルにより骨を評価できる
ことがわかる。
老人性骨粗鬆症患者のパワースペクトル値は、健
常者のそれより低い値を示している。またｎ＝20
までのパワースペクトルの和とｎ＝40からｎ＝
127までの和との比は、老人性骨粗鬆症患者の場
合約0.07であり、健常者の場合0.12であつた。こ
れによつて、波形スペクトルをフーリエ分解して
得られるパワースペクトルにより骨を評価できる
ことがわかる。
第１図は、踵骨のＸ線写真像を示したものであ
る。第２図は踵骨のＸ線写真像より得られる骨の
濃度パターンを示したものであり、第３図は濃度
パターンのフーリエ変換により得られるパワース
ペクトルを示したものである。
る。第２図は踵骨のＸ線写真像より得られる骨の
濃度パターンを示したものであり、第３図は濃度
パターンのフーリエ変換により得られるパワース
ペクトルを示したものである。
Claims (1)
- １ 海綿骨をＸ線撮影して得られる骨のＸ線写真
像の陰影濃度を測定して骨の濃度パターンを求
め、該濃度パターンをフーリエ変換して得られる
パワースペクトルに基づいて海綿骨の骨梁を解析
して骨を評価することを特徴とする骨のＸ線写真
像の評価方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25063885A JPS62112538A (ja) | 1985-11-11 | 1985-11-11 | 骨のｘ線写真像の評価方法 |
| EP86308571A EP0228785B1 (en) | 1985-11-11 | 1986-11-04 | Bone evaluation method |
| DE8686308571T DE3687519T2 (de) | 1985-11-11 | 1986-11-04 | Verfahren zur beurteilung von knochen. |
| US06/929,308 US4903203A (en) | 1985-11-11 | 1986-11-12 | Bone evaluation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25063885A JPS62112538A (ja) | 1985-11-11 | 1985-11-11 | 骨のｘ線写真像の評価方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1214164A Division JPH02126838A (ja) | 1989-08-22 | 1989-08-22 | 骨の評価装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62112538A JPS62112538A (ja) | 1987-05-23 |
| JPH0340611B2 true JPH0340611B2 (ja) | 1991-06-19 |
Family
ID=17210832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25063885A Granted JPS62112538A (ja) | 1985-11-11 | 1985-11-11 | 骨のｘ線写真像の評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62112538A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2608128B2 (ja) * | 1989-02-23 | 1997-05-07 | 帝人株式会社 | 骨計測装置及び骨評価システム |
| WO1990009761A1 (fr) * | 1989-02-23 | 1990-09-07 | Teijin Limited | Procede d'evaluation de la forme d'un os, appareil utilise et systeme d'evaluation d'os |
-
1985
- 1985-11-11 JP JP25063885A patent/JPS62112538A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62112538A (ja) | 1987-05-23 |
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