JPH07284492A - 骨密度測定装置 - Google Patents
骨密度測定装置Info
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- JPH07284492A JPH07284492A JP6101594A JP10159494A JPH07284492A JP H07284492 A JPH07284492 A JP H07284492A JP 6101594 A JP6101594 A JP 6101594A JP 10159494 A JP10159494 A JP 10159494A JP H07284492 A JPH07284492 A JP H07284492A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】二重エネルギ光子吸収法により骨塩定量を行う
ファンビームスキャン方式の骨密度測定装置において、
ファンビーム中心部から外れた位置の骨の厚みをも精度
よく測定し、検査時間短縮と高精度測定を両立させる。 【構成】ファンビーム中心から測定対象骨までの距離に
基づき、ファンビームによる測定対象骨の厚み歪を補正
する厚み歪補正手段２１を設ける。
ファンビームスキャン方式の骨密度測定装置において、
ファンビーム中心部から外れた位置の骨の厚みをも精度
よく測定し、検査時間短縮と高精度測定を両立させる。 【構成】ファンビーム中心から測定対象骨までの距離に
基づき、ファンビームによる測定対象骨の厚み歪を補正
する厚み歪補正手段２１を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線等を使用して骨の
ミネラル量（骨塩量）を定量的に算出し、骨粗鬆症の診
断等に活用される二重エネルギ光子吸収（ＤＥＸＡ：du
al energy X-ray absorptiometry）法による骨密度測定
装置に関するものである。
ミネラル量（骨塩量）を定量的に算出し、骨粗鬆症の診
断等に活用される二重エネルギ光子吸収（ＤＥＸＡ：du
al energy X-ray absorptiometry）法による骨密度測定
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の骨密度測定装置は、例え
ば「ＤＥＸＡ法」（福永 他、臨床放射線 Ｖｏｌ ３
５：Ｐ４１〜４８，１９９０）に記載されているよう
に、骨粗鬆症の診断に有用であり、検査装置として多く
出回ってきている。
ば「ＤＥＸＡ法」（福永 他、臨床放射線 Ｖｏｌ ３
５：Ｐ４１〜４８，１９９０）に記載されているよう
に、骨粗鬆症の診断に有用であり、検査装置として多く
出回ってきている。
【０００３】ＤＥＸＡ法による骨塩量測定のアルゴリズ
ムは、「骨塩定量の原理と装置」（向井 臨床放射線
Ｖｏｌ ３５：Ｐ７〜１３，１９９０、以下、文献Ａと
いう。）に記載されている。ＤＥＸＡ法における骨塩量
ＢＭＤ（g/cm2）は、前記文献Ａの（５）式に従って次
の式で求まる。
ムは、「骨塩定量の原理と装置」（向井 臨床放射線
Ｖｏｌ ３５：Ｐ７〜１３，１９９０、以下、文献Ａと
いう。）に記載されている。ＤＥＸＡ法における骨塩量
ＢＭＤ（g/cm2）は、前記文献Ａの（５）式に従って次
の式で求まる。
【０００４】
【数１】
【０００５】但し、 Ｔb：骨塩（カルシューム等のミネラル成分の厚み(c
m)） ρb：骨塩の密度（g/cm3） Ｌ（＝ln（I01／I1））：低エネルギにおけるＸ線物質
通過前後比の対数変換値 Ｈ（＝ln（I02／I2））：高エネルギにおけるＸ線物質
通過前後比の対数変換値 添字は、1が低エネルギを、2が高エネルギを表わす。0
はＸ線物質通過前を表わす。 μ：光子エネルギと物質に依存する質量減弱係数（cm2/
g） 添字のbは骨を、sは軟部組織を表わす。したがって、μ
b2は骨の高エネルギにおける質量減弱係数を表わす。 Ｒ：低エネルギと高エネルギの質量減弱係数の比を表わ
す。 骨塩量を求めるためには、(3)式においてμやＲを外部
から与え、ＬとＨを計測すればよい。
m)） ρb：骨塩の密度（g/cm3） Ｌ（＝ln（I01／I1））：低エネルギにおけるＸ線物質
通過前後比の対数変換値 Ｈ（＝ln（I02／I2））：高エネルギにおけるＸ線物質
通過前後比の対数変換値 添字は、1が低エネルギを、2が高エネルギを表わす。0
はＸ線物質通過前を表わす。 μ：光子エネルギと物質に依存する質量減弱係数（cm2/
g） 添字のbは骨を、sは軟部組織を表わす。したがって、μ
b2は骨の高エネルギにおける質量減弱係数を表わす。 Ｒ：低エネルギと高エネルギの質量減弱係数の比を表わ
す。 骨塩量を求めるためには、(3)式においてμやＲを外部
から与え、ＬとＨを計測すればよい。
【０００６】前記文献Ａの中にＤＰＡ装置が記載されて
いるが、ＤＥＸＡ装置とはラジオアイソトープを使用す
るかＸ線を使用するかが異なるだけで、計算原理は同一
である。
いるが、ＤＥＸＡ装置とはラジオアイソトープを使用す
るかＸ線を使用するかが異なるだけで、計算原理は同一
である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図３は、従来のＤＥＸ
Ａ法による骨密度測定装置におけるビームスキャンの方
式を示す図で、一般に、図３（ａ）に示す方式はペンシ
ルビームスキャン、図３（ｂ）に示す方式はファンビー
ムスキャンと呼ばれている。この図３において、３１は
患者、３２は測定対象である骨、３３は寝台、３４はＸ
線管である。３５ａはペンシルビーム用検出器，３５ｂ
はファンビーム用多素子検出器、３６ａは二種類の管電
圧のペンシルビーム状のＸ線、３６ｂは二種類の管電圧
のファンビーム状のＸ線である。
Ａ法による骨密度測定装置におけるビームスキャンの方
式を示す図で、一般に、図３（ａ）に示す方式はペンシ
ルビームスキャン、図３（ｂ）に示す方式はファンビー
ムスキャンと呼ばれている。この図３において、３１は
患者、３２は測定対象である骨、３３は寝台、３４はＸ
線管である。３５ａはペンシルビーム用検出器，３５ｂ
はファンビーム用多素子検出器、３６ａは二種類の管電
圧のペンシルビーム状のＸ線、３６ｂは二種類の管電圧
のファンビーム状のＸ線である。
【０００８】図３（ａ）（前記文献Ａの図４（ａ）に相
当）に示すように、従来のＤＥＸＡ法による骨密度測定
装置は、Ｘ線管３４と検出器３５ａが患者３１（測定対
象である骨３２）を挟んで対向して一対になり、平面を
二次元に走査して図４の画像を得ていた。
当）に示すように、従来のＤＥＸＡ法による骨密度測定
装置は、Ｘ線管３４と検出器３５ａが患者３１（測定対
象である骨３２）を挟んで対向して一対になり、平面を
二次元に走査して図４の画像を得ていた。
【０００９】このような二次元の走査は、全身測定モー
ドで１回１５分と時間がかかる。このため、最近は図３
（ｂ）（前記文献Ａの図４（ｂ）に相当）に示すよう
に、ファンビーム状のＸ線３６ｂを用い、多素子検出器
３５ｂを設け、一次元走査のみで済ませることにより、
１分で図４の画像を得ることが可能となり、検査時間の
大幅な短縮が実現した。
ドで１回１５分と時間がかかる。このため、最近は図３
（ｂ）（前記文献Ａの図４（ｂ）に相当）に示すよう
に、ファンビーム状のＸ線３６ｂを用い、多素子検出器
３５ｂを設け、一次元走査のみで済ませることにより、
１分で図４の画像を得ることが可能となり、検査時間の
大幅な短縮が実現した。
【００１０】しかし、ファンビームスキャン方式では位
置依存性をもつことに問題がある。すなわち、ペンシル
ビームスキャン方式では、図３（ａ）に示すように同じ
厚みの骨３２はどの位置にあっても常に同じ厚みを示
す。これに対し、ファンビームスキャン方式では、図３
（ｂ）に示すように、ファンビーム状のＸ線３６ｂの中
心から離れるに従って斜め方向にＸ線通過することにな
り、見かけ上の骨３２の厚みが増加し、精度低下をもた
らす。
置依存性をもつことに問題がある。すなわち、ペンシル
ビームスキャン方式では、図３（ａ）に示すように同じ
厚みの骨３２はどの位置にあっても常に同じ厚みを示
す。これに対し、ファンビームスキャン方式では、図３
（ｂ）に示すように、ファンビーム状のＸ線３６ｂの中
心から離れるに従って斜め方向にＸ線通過することにな
り、見かけ上の骨３２の厚みが増加し、精度低下をもた
らす。
【００１１】本発明の目的は、ファンビームスキャン方
式でありながら、ファンビーム中心部から外れた位置の
骨の厚みをも精度よく測定でき、検査時間短縮と高精度
測定を両立させた骨密度測定装置を提供することにあ
る。
式でありながら、ファンビーム中心部から外れた位置の
骨の厚みをも精度よく測定でき、検査時間短縮と高精度
測定を両立させた骨密度測定装置を提供することにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的は、二重エネル
ギ光子吸収法により骨塩定量を行うファンビームスキャ
ン方式の骨密度測定装置において、ファンビーム中心か
ら測定対象骨までの距離に基づき、ファンビームによる
測定対象骨の厚み歪を補正する厚み歪補正手段を設ける
ことにより達成される。
ギ光子吸収法により骨塩定量を行うファンビームスキャ
ン方式の骨密度測定装置において、ファンビーム中心か
ら測定対象骨までの距離に基づき、ファンビームによる
測定対象骨の厚み歪を補正する厚み歪補正手段を設ける
ことにより達成される。
【００１３】
【作用】厚み歪補正手段は、ファンビーム中心から測定
対象骨までの距離に基づき、ファンビームによる測定対
象骨の厚み歪を補正する。すなわち、線源（ここではＸ
線源）〜検出器中心線からの変位距離をパラメータとし
て、例えば次のように補正を行う。
対象骨までの距離に基づき、ファンビームによる測定対
象骨の厚み歪を補正する。すなわち、線源（ここではＸ
線源）〜検出器中心線からの変位距離をパラメータとし
て、例えば次のように補正を行う。
【００１４】図５において、真の厚みt0と見かけ上の厚
みt1との関係は次の式で表わせる。 t0＝t1・cosθ＝t1・cos(tan-1(d1/Ｄ0)) …(4) 但し、 t1：見かけ上の骨塩（カルシューム等のミネラル成分）
５１の厚み θ：Ｘ線放射角度（Ｘ線源３４〜検出器中心線よりの変
位） d1：検出器中心からの距離 Ｄ0：Ｘ線源３４〜検出器中心線間の距離
みt1との関係は次の式で表わせる。 t0＝t1・cosθ＝t1・cos(tan-1(d1/Ｄ0)) …(4) 但し、 t1：見かけ上の骨塩（カルシューム等のミネラル成分）
５１の厚み θ：Ｘ線放射角度（Ｘ線源３４〜検出器中心線よりの変
位） d1：検出器中心からの距離 Ｄ0：Ｘ線源３４〜検出器中心線間の距離
【００１５】また、真の位置d0と見かけ上の位置d1との
関係は次の式で表わせる。 d0＝d1−t1・sinθ＝d1−t1・sin(tan-1(d1/Ｄ0)) …(5) 得られた画像（図４参照）、すなわち前掲(3)式で求め
た骨密度ＢＭＤ画像に対し、上掲(4)，(5)式を使い位置
の歪を補正することによりファンビームスキャンであり
ながら、ペンシルビームスキャン等価の結果を得ること
ができる。なお、計算時間を短縮するため、予め計算結
果をテーブル化しておくことが望ましい。
関係は次の式で表わせる。 d0＝d1−t1・sinθ＝d1−t1・sin(tan-1(d1/Ｄ0)) …(5) 得られた画像（図４参照）、すなわち前掲(3)式で求め
た骨密度ＢＭＤ画像に対し、上掲(4)，(5)式を使い位置
の歪を補正することによりファンビームスキャンであり
ながら、ペンシルビームスキャン等価の結果を得ること
ができる。なお、計算時間を短縮するため、予め計算結
果をテーブル化しておくことが望ましい。
【００１６】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明による骨密度測定装置の一実施例
を示すブロック図である。この図１において、１は患
者、２は寝台、３は走査装置、４はＸ線管、５はファン
ビーム用多素子検出器、６は回転金属フィルタ、７はＡ
Ｄ変換器（ＡＤＣ）、８は対数変換器（ln）、９はＬ画
像メモリ、１０はＨ画像メモリ、１１はＫ定数レジスタ
（ｋ）である。
する。図１は、本発明による骨密度測定装置の一実施例
を示すブロック図である。この図１において、１は患
者、２は寝台、３は走査装置、４はＸ線管、５はファン
ビーム用多素子検出器、６は回転金属フィルタ、７はＡ
Ｄ変換器（ＡＤＣ）、８は対数変換器（ln）、９はＬ画
像メモリ、１０はＨ画像メモリ、１１はＫ定数レジスタ
（ｋ）である。
【００１７】また、１２は第１ＣＰＵ、１３はＢＭＤメ
モリ、１４は位置情報計算回路（ｄ）、１５は第２ＣＰ
Ｕ、１６はＢＭＤ0メモリ、１７は磁気ディスク、１８
はＣＲＴ表示装置、１９は測定対象である骨、２０は二
種類の管電圧のファンビーム状のＸ線である。
モリ、１４は位置情報計算回路（ｄ）、１５は第２ＣＰ
Ｕ、１６はＢＭＤ0メモリ、１７は磁気ディスク、１８
はＣＲＴ表示装置、１９は測定対象である骨、２０は二
種類の管電圧のファンビーム状のＸ線である。
【００１８】２１はファンビーム中心から測定対象骨ま
での距離に基づき、ファンビームによる測定対象骨の厚
み歪を補正する厚み歪補正手段で、ここでは位置情報計
算回路（ｄ）１４、第２ＣＰＵ１５及びＢＭＤ0メモリ
１６で構成されている。
での距離に基づき、ファンビームによる測定対象骨の厚
み歪を補正する厚み歪補正手段で、ここでは位置情報計
算回路（ｄ）１４、第２ＣＰＵ１５及びＢＭＤ0メモリ
１６で構成されている。
【００１９】次に、このような本発明装置による骨密度
測定の手順について述べる。まず、患者１が寝台２上に
仰臥する。撮影は以下のようにして行われる。走査装置
３内のＸ線管４と検出器５が患者１を挟んで対向してお
り、測定指示が出されると、走査装置３は患者１の体軸
に沿って二種類の管電圧のＸ線２０を交互に放射しなが
ら移動する。
測定の手順について述べる。まず、患者１が寝台２上に
仰臥する。撮影は以下のようにして行われる。走査装置
３内のＸ線管４と検出器５が患者１を挟んで対向してお
り、測定指示が出されると、走査装置３は患者１の体軸
に沿って二種類の管電圧のＸ線２０を交互に放射しなが
ら移動する。
【００２０】Ｘ線２０は回転金属フィルタ６を通ること
により、特定エネルギに単色化され、患者１の体を通過
することにより吸収減衰し、検出器５でアナログ電気信
号に変換される。アナログ電気信号は、ＡＤ変換器（Ａ
ＤＣ）７にてデジタル信号に変換され、その後、前掲
(2)式で示すように対数変換器８にて対数変換され、二
種類のエネルギの画像としてＬ画像メモリ９、Ｈ画像メ
モリ１０に蓄積される。
により、特定エネルギに単色化され、患者１の体を通過
することにより吸収減衰し、検出器５でアナログ電気信
号に変換される。アナログ電気信号は、ＡＤ変換器（Ａ
ＤＣ）７にてデジタル信号に変換され、その後、前掲
(2)式で示すように対数変換器８にて対数変換され、二
種類のエネルギの画像としてＬ画像メモリ９、Ｈ画像メ
モリ１０に蓄積される。
【００２１】Ｋ定数レジスタ１１には、前掲(3)式中の
Ｒやμ等がセットされている。Ｋ定数レジスタ１１中の
データ及び画像メモリ９，１０中のＬ，Ｈ画像は、第１
ＣＰＵ１２により前掲(3)式の演算実行時に読み出さ
れ、演算結果はＢＭＤメモリ１３に格納される。
Ｒやμ等がセットされている。Ｋ定数レジスタ１１中の
データ及び画像メモリ９，１０中のＬ，Ｈ画像は、第１
ＣＰＵ１２により前掲(3)式の演算実行時に読み出さ
れ、演算結果はＢＭＤメモリ１３に格納される。
【００２２】ＢＭＤメモリ１３に格納された上記演算結
果は、検出器５の位置情報検出回路１４へ送られて位置
情報が検出される。ＢＭＤメモリ１３中の演算結果及び
位置情報検出回路１４中の位置情報検出結果は第２ＣＰ
Ｕ１５に送られ、補正演算が実行される。すなわち、前
掲(3)式で求めた骨密度ＢＭＤ画像に対して前掲(4)，
(5)式を使い位置の歪が補正され、補正後画像としてＢ
ＭＤ0メモリ１６に格納される。また、補正後画像は磁
気ディスク１７に格納され、必要に応じてＣＲＴ表示装
置１８で表示し所望の解析等を行う。なお、これらの一
連の計算はアレイプロセッサによっても行える。
果は、検出器５の位置情報検出回路１４へ送られて位置
情報が検出される。ＢＭＤメモリ１３中の演算結果及び
位置情報検出回路１４中の位置情報検出結果は第２ＣＰ
Ｕ１５に送られ、補正演算が実行される。すなわち、前
掲(3)式で求めた骨密度ＢＭＤ画像に対して前掲(4)，
(5)式を使い位置の歪が補正され、補正後画像としてＢ
ＭＤ0メモリ１６に格納される。また、補正後画像は磁
気ディスク１７に格納され、必要に応じてＣＲＴ表示装
置１８で表示し所望の解析等を行う。なお、これらの一
連の計算はアレイプロセッサによっても行える。
【００２３】図２に、上述本発明装置による骨密度測定
の手順全体の流れを纏めて示しておく。上述実施例で
は、本発明をＤＥＸＡ法に適用した場合について述べた
が、ラジオアイソトープを使ったＤＰＡ（dual photon
absorptiometry）法にも適用できる。
の手順全体の流れを纏めて示しておく。上述実施例で
は、本発明をＤＥＸＡ法に適用した場合について述べた
が、ラジオアイソトープを使ったＤＰＡ（dual photon
absorptiometry）法にも適用できる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、フ
ァンビームスキャン方式による骨密度測定においても、
ファンビーム中心部から外れた位置の骨の厚みをも精度
よく測定でき、検査時間短縮と高精度測定を両立させる
ことができるという効果がある。
ァンビームスキャン方式による骨密度測定においても、
ファンビーム中心部から外れた位置の骨の厚みをも精度
よく測定でき、検査時間短縮と高精度測定を両立させる
ことができるという効果がある。
【図１】本発明装置の一実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】図１に示す本発明装置による骨密度測定の手順
全体の流れを纏めて示すフローチャートである。
全体の流れを纏めて示すフローチャートである。
【図３】ペンシルビームスキャンとファンビームスキャ
ンの説明図である。
ンの説明図である。
【図４】全身測定骨塩画像の一例を示す図である。
【図５】厚み歪補正の説明図である。
１ 患者 ２ 寝台 ３ 走査装置 ４ Ｘ線管 ５ ファンビーム用多素子検出器 ６ 回転金属フィルタ ７ ＡＤ変換器（ＡＤＣ） ８ 対数変換器（ln） ９ Ｌ画像メモリ １０ Ｈ画像メモリ １１ Ｋ定数レジスタ（ｋ） １２ 第１ＣＰＵ １３ ＢＭＤメモリ １４ 位置情報計算回路（ｄ） １５ 第２ＣＰＵ １６ ＢＭＤ0メモリ １７ 磁気ディスク １８ ＣＲＴ表示装置 １９ 測定対象である骨 ２０ 二種類の管電圧のファンビーム状のＸ線
Claims (1)
- 【請求項１】二重エネルギ光子吸収法により骨塩定量を
行うファンビームスキャン方式の骨密度測定装置におい
て、ファンビーム中心から測定対象骨までの距離に基づ
き、ファンビームによる測定対象骨の厚み歪を補正する
厚み歪補正手段を具備することを特徴とする骨密度測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6101594A JPH07284492A (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 骨密度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6101594A JPH07284492A (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 骨密度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07284492A true JPH07284492A (ja) | 1995-10-31 |
Family
ID=14304714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6101594A Pending JPH07284492A (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 骨密度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07284492A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018192052A (ja) * | 2017-05-18 | 2018-12-06 | 富士フイルム株式会社 | 放射線画像撮影システム、放射線画像撮影方法、放射線画像撮影プログラム、及び導出装置 |
-
1994
- 1994-04-15 JP JP6101594A patent/JPH07284492A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018192052A (ja) * | 2017-05-18 | 2018-12-06 | 富士フイルム株式会社 | 放射線画像撮影システム、放射線画像撮影方法、放射線画像撮影プログラム、及び導出装置 |
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