JP2014079406A - Bone density measurement adapter - Google Patents
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Abstract
【課題】大がかりな設備を用いることなく簡便に骨密度の測定を行うことを目的とする。
【解決手段】容器26は、側壁30および底膜32を備える。側壁30は、X線のビーム形状に沿って、下方に向かうにつれて径を大きくした円筒形状を有する。側壁30は、X線を遮蔽する材料で形成されている。側壁30によって形成される下側の開口には底膜32が設けられている。底膜32は、X線を透過する変形可能な材料で形成されている。骨密度測定用アダプタ18を被検体24上に設けた際に、底膜32は被検体24の形状に合わせて変形し、被検体24に密着する。骨密度測定用アダプタ18の内部には、水平な液面が形成される程度の量の軟部組織等価液34が収容されている。このような構成によって、厚さが一定の軟部組織によって骨が囲まれた状態と等価な状態が形成され、骨密度の測定が容易となる。
【選択図】図3An object of the present invention is to easily measure bone density without using a large-scale facility.
A container includes a side wall and a bottom film. The side wall 30 has a cylindrical shape whose diameter increases along the X-ray beam shape downward. The side wall 30 is formed of a material that shields X-rays. A bottom film 32 is provided in the lower opening formed by the side wall 30. The bottom film 32 is made of a deformable material that transmits X-rays. When the bone density measuring adapter 18 is provided on the subject 24, the bottom membrane 32 is deformed according to the shape of the subject 24 and is in close contact with the subject 24. The bone density measuring adapter 18 contains a soft tissue equivalent liquid 34 in such an amount that a horizontal liquid level is formed. With such a configuration, a state equivalent to a state in which bone is surrounded by soft tissue having a constant thickness is formed, and bone density can be easily measured.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、骨密度測定用アダプタに関し、特に、X線を用いて被検体の骨密度を測定するためのアダプタに関する。 The present invention relates to an adapter for measuring bone density, and more particularly to an adapter for measuring the bone density of a subject using X-rays.
人体の骨の疾患として、骨塩の含有量が減少して骨強度が低下する骨粗鬆症がある。近年、多くの国においてその患者数が増加している。骨粗鬆症は、自覚症状が現れ難い疾患であるため、定期的な診断が望まれている。そのような骨粗鬆症等の骨の診断を行う装置として、X線によって骨密度の測定を行う骨密度測定装置が広く用いられている。骨密度測定装置は、X線発生器から発せられ被検体を透過したX線をX線検出器によって検出し、その検出結果に基づいて被検体の骨密度を測定する。 As a bone disease of the human body, there is osteoporosis in which the content of bone mineral decreases and bone strength decreases. In recent years, the number of patients has increased in many countries. Since osteoporosis is a disease in which subjective symptoms are difficult to appear, periodic diagnosis is desired. As a device for diagnosing bone such as osteoporosis, a bone density measuring device for measuring bone density by X-ray is widely used. The bone density measuring device detects X-rays emitted from an X-ray generator and transmitted through a subject with an X-ray detector, and measures the bone density of the subject based on the detection result.
骨密度測定装置が骨密度を測定する方法には二重エネルギーX線吸収測定法(DXA:Dual X−ray Absoptiometry)、QCT法(QCT:Quantitative Computed Tomo−graphy)、単一エネルギーX線吸収測定法(SXA:Single X−ray Absoptiometry)等がある。 The bone density measuring apparatus measures the bone density by dual energy X-ray absorption measurement (DXA), QCT (QCT: Quantitative Computed Tomo-graph), single energy X-ray absorption measurement. There is a method (SXA: Single X-ray Abstractometry).
DXA法は、エネルギーが異なる2種類のX線のそれぞれについて被検体のX線画像データを取得し、これらのX線画像データから骨塩分布データを求め、骨塩分布データに基づき骨密度を求めるものである。QCT法は、ファントムと称される基準物体と共に被検体のX線画像データを取得するものである。X線画像データに含まれるファントムに対応するデータと、X線画像データに含まれる骨に対応するデータとに基づいて骨密度が測定される。SXA法は、軟部組織中の骨を透過したX線のレベル、軟部組織のみを透過したX線のレベル、および、これらのX線の各進行路の幾何学的関係等に基づいて骨密度を求めるものである。SXA法においては、一般に、必要な測定条件を成立させるため、手、足等の被検部位が測定用の液体に浸された状態で測定が行われる。 The DXA method acquires X-ray image data of a subject for each of two types of X-rays having different energies, calculates bone mineral distribution data from these X-ray image data, and calculates bone density based on the bone mineral distribution data. Is. The QCT method acquires X-ray image data of a subject together with a reference object called a phantom. The bone density is measured based on the data corresponding to the phantom included in the X-ray image data and the data corresponding to the bone included in the X-ray image data. The SXA method calculates the bone density based on the level of X-ray transmitted through the bone in the soft tissue, the level of X-ray transmitted only through the soft tissue, and the geometrical relationship of each progression path of these X-rays. It is what you want. In the SXA method, in general, in order to establish a necessary measurement condition, measurement is performed in a state where a test site such as a hand or a foot is immersed in a measurement liquid.
なお、特許文献1には、SXA法を用いて骨塩量を求める装置が記載されている。この装置は、液状物を保持する水槽を備え、被検部位が液状物に浸された状態で骨塩量の測定を行う。特許文献2には、QCT法に用いられるファントムが記載されている。このファントムは、被検体の組織と類似した材料と共に袋に封入されている。被検体の組織と類似した材料は、袋内に隙間なく充填されている。特許文献3には、キャリブレーションファントムが記載されている。このキャリブレーションファントムは、放射線不透過性の材料で形成され、透過性を段階的に異ならしめた複数の部分からなり、被検体と共にX線撮影される。そして、X線画像上における骨の画像と、キャリブレーションファントムの画像との比較に基づいて、骨密度が求められる。 Patent Document 1 describes an apparatus for obtaining the bone mineral content using the SXA method. This apparatus includes a water tank for holding a liquid material, and measures the amount of bone mineral in a state in which the test site is immersed in the liquid material. Patent Document 2 describes a phantom used in the QCT method. This phantom is enclosed in a bag together with a material similar to the tissue of the subject. A material similar to the tissue of the subject is filled in the bag without any gaps. Patent Document 3 describes a calibration phantom. This calibration phantom is made of a radiopaque material, is composed of a plurality of portions with different transparency, and is X-rayed together with the subject. Then, the bone density is obtained based on the comparison between the bone image on the X-ray image and the calibration phantom image.
SXA法に基づく骨密度測定装置では、一般に、被検部位が液体に浸された状態で測定が行われる。そのため、液体を収容し、被検部位を液体に浸すための水槽を設ける等、設備が大がかりになるという問題があった。 In a bone density measuring apparatus based on the SXA method, generally, measurement is performed in a state where a test site is immersed in a liquid. Therefore, there is a problem that the facility becomes large, such as providing a water tank for storing the liquid and immersing the test site in the liquid.
本発明は、大がかりな設備を用いることなく簡便に骨密度の測定を行うことを目的とする。 An object of the present invention is to easily measure bone density without using a large-scale facility.
本発明は、骨および軟部組織からなる被検体上に設けられ、前記被検体に密着する底面を有し、内部に軟部組織等価物質としての液体が収容された容器を備え、前記容器内において、水平な液面が形成され、前記被検体および前記液体を骨密度測定用X線が透過することを特徴とする。 The present invention is provided on a subject made of bone and soft tissue, has a bottom surface that is in close contact with the subject, and includes a container containing a liquid as a soft tissue equivalent substance therein, A horizontal liquid surface is formed, and bone density measurement X-rays pass through the subject and the liquid.
このような構成によれば、容器の底面が被検体に密着した状態で、容器内に水平な液面が形成される。これによって、容器内の液体と被検体とが伝搬媒質の観点から一体化され、被検体の下面が水平面とみなせる場合には、厚さが一定の軟部組織によって骨が囲まれた状態と等価な状態を形成することができる。したがって、骨密度測定用アダプタを被検体上に設けるという簡単な操作で、骨密度の測定を行うための条件を成立させることができる。 According to such a configuration, a horizontal liquid surface is formed in the container with the bottom surface of the container being in close contact with the subject. As a result, when the liquid in the container and the subject are integrated from the viewpoint of the propagation medium and the lower surface of the subject can be regarded as a horizontal plane, this is equivalent to a state where the bone is surrounded by soft tissue having a constant thickness. A state can be formed. Therefore, the condition for measuring the bone density can be established by a simple operation of providing the bone density measuring adapter on the subject.
また、本発明に係る骨密度測定用アダプタは、望ましくは、前記容器は、変形可能な材料で形成され、前記底面を有する底膜を有する。 In the bone density measuring adapter according to the present invention, preferably, the container has a bottom membrane formed of a deformable material and having the bottom surface.
このような構成によれば、底膜が被検体の形状に合わせて自然変形する。したがって、被検体の表面の形状によらずに、容器の底面を被検体に密着させることができる。 According to such a configuration, the bottom film naturally deforms in accordance with the shape of the subject. Therefore, the bottom surface of the container can be brought into close contact with the subject regardless of the shape of the surface of the subject.
また、本発明に係る骨密度測定用アダプタは、望ましくは、前記容器は、X線を遮蔽する側壁を有する。 In the bone mineral density measuring adapter according to the present invention, preferably, the container has a side wall that shields X-rays.
このような構成によれば、容器から横方向に放射される不要なX線が低減される。 According to such a configuration, unnecessary X-rays emitted from the container in the lateral direction are reduced.
また、本発明に係る骨密度測定用アダプタは、望ましくは、前記骨密度測定用X線は、進行方向に向かって広がるビーム形状を有し、前記容器は、前記ビーム形状に沿った形状の側壁を有する。 In the bone density measuring adapter according to the present invention, preferably, the bone density measuring X-ray has a beam shape that spreads in a traveling direction, and the container has a side wall that is shaped along the beam shape. Have
X線のビーム形状には、例えば、円錐形状、角推形状がある。このような構成によれば、X線の進行を妨げることなく容器の容積を低減することができ、容器が小型軽量化される。 X-ray beam shapes include, for example, a cone shape and an angular guess shape. According to such a configuration, the volume of the container can be reduced without hindering the progress of X-rays, and the container can be reduced in size and weight.
また、本発明に係る骨密度測定用アダプタは、望ましくは、前記容器の底面は、X線が透過する部分とX線が遮蔽される部分とを有する。 In the bone mineral density measuring adapter according to the present invention, preferably, the bottom surface of the container has a part through which X-rays pass and a part through which X-rays are shielded.
このような構成によれば、骨密度の測定に寄与するX線の進行を妨げることなく、骨密度の測定に寄与しないX線の量を制限することができる。これによって、容器から被検体に放射されるX線の量が制限され、被検者の被曝量が低減される。 According to such a configuration, it is possible to limit the amount of X-rays that do not contribute to bone density measurement without hindering the progress of X-rays that contribute to bone density measurement. Thereby, the amount of X-rays emitted from the container to the subject is limited, and the exposure amount of the subject is reduced.
また、本発明に係る骨密度測定用アダプタは、望ましくは、前記容器が前記被検体としての被検者によって保持される。 In the bone mineral density measuring adapter according to the present invention, preferably, the container is held by a subject as the subject.
このような構成によれば、骨密度測定用アダプタを支持するための装置は必ずしも必要とされない。例えば、骨密度を測定する部位に骨密度測定用アダプタを密着させ、被検者が両手で骨密度測定用アダプタを保持するといった使用方法が可能である。 According to such a configuration, a device for supporting the bone density measuring adapter is not necessarily required. For example, it is possible to use the bone density measuring adapter in close contact with the site where bone density is measured, and the subject holds the bone density measuring adapter with both hands.
また、本発明に係る骨密度測定用アダプタは、望ましくは、前記容器内に収容された少なくとも1つのX線減衰基準物を備える。 The bone mineral density measuring adapter according to the present invention preferably includes at least one X-ray attenuation reference object accommodated in the container.
このような構成によれば、X線減衰基準物を被検体と共にX線撮影し、撮影された画像と骨の画像との比較に基づいて骨の診断を行うことができる。したがって、X線減衰基準物についての測定を別途行わなくてもよい。 According to such a configuration, the X-ray attenuation reference object can be X-rayed together with the subject, and bone diagnosis can be performed based on a comparison between the imaged image and the bone image. Therefore, it is not necessary to separately measure the X-ray attenuation reference object.
本発明によれば、大がかりな設備を用いることなく簡便に骨密度の測定を行うことができる。 According to the present invention, bone density can be easily measured without using a large-scale facility.
図1には、本発明の実施形態に係る骨密度測定システムが示されている。この図には、被検体24の腰椎の骨密度を測定する状態が示されている。骨密度測定システムは、ブッキーテーブル10、X線発生器12、X線検出器14、制御部16および骨密度測定用アダプタ18を備える。
FIG. 1 shows a bone density measuring system according to an embodiment of the present invention. This figure shows a state in which the bone density of the lumbar spine of the
ブッキーテーブル10は、X線を透過する測定台20、および測定台20を支えるテーブル脚22を備える。ブッキーテーブル10の上方には、被検体24が横たわる空間を隔ててX線発生器12が設けられている。ブッキーテーブル10の測定台20の下方には、X線発生器12に対向する位置にX線検出器14が設けられている。X線検出器14は水平な検出面15を有し、検出面15には複数のX線検出素子が配列されている。各X線検出素子がX線を検出し画素値を出力することで、検出面15に到達したX線に基づくX線二次元分布データが生成される。X線検出器14は、X線二次元分布データを制御部16に出力する。
The bucky table 10 includes a measurement table 20 that transmits X-rays and a table leg 22 that supports the measurement table 20. An
骨密度の測定に際して、被検体24はブッキーテーブル10の測定台20上に仰向けに横たえられる。被検体24としての被検者は、骨密度測定用アダプタ18を腹部に密着させて両手で保持する。骨密度測定用アダプタ18は、骨密度の測定条件を成立させるために用いられるものであり、具体的な構成については後述する。
When measuring the bone density, the subject 24 is laid on his / her back on the measuring table 20 of the bucky table 10. A subject as the subject 24 holds the bone
なお、被検体24が測定台20上に横たえられたときに、被検体24の背中側と測定台20との間に隙間が生じる場合には、被検体24の軟部組織と等価な液体が封入された液体袋を、その隙間に挿入してもよい。 When the subject 24 is laid on the measurement table 20 and a gap is formed between the back side of the subject 24 and the measurement table 20, a liquid equivalent to the soft tissue of the subject 24 is enclosed. The liquid bag thus formed may be inserted into the gap.
X線発生器12は、円錐形状、角錐形状等、末広がりのビーム形状を有するX線を下方に放射する。X線発生器12から放射されたX線は、骨密度測定用アダプタ18、被検体24および測定台20を透過し、X線検出器14の検出面15に到達する。X線検出器14は、X線二次元分布データを生成し、制御部16に出力する。制御部16は、X線二次元分布データに基づいて被検体24の骨密度を測定する。
The
次に、骨密度測定用アダプタ18の具体的な構成について説明する。図2および図3には、骨密度測定用アダプタ18の斜視図および断面図がそれぞれ示されている。骨密度測定用アダプタ18は、容器26および蓋28を備える。容器26には軟部組織等価液34が収容されている。軟部組織等価液34は、X線の透過特性が被検体24の軟部組織40に等価な液体である。ただし、図2の斜視図には、内部の構造を示すため、軟部組織等価液34が収容されていない状態が示されている。軟部組織等価液34には、例えば、水が用いられる。
Next, a specific configuration of the bone
容器26は、側壁30および底膜32を備える。側壁30は、X線のビーム形状に沿って、下方に向かうにつれて径を大きくした円筒形状を有する。側壁30は、X線を遮蔽する材料で形成されている。X線遮蔽材料としては、例えば、鉛ガラス等のX線遮蔽ガラス、金属がある。また、側壁30をプラスチック樹脂等のX線が透過する材料で形成し、X線遮蔽材料で形成された層を側壁30の内部または壁面に設けてもよい。
The
側壁30によって形成される下側の開口には底膜32が設けられている。底膜32は、ゴム等、X線を透過する変形可能な材料で形成されている。骨密度測定用アダプタ18を被検体24上に設けた際に、底膜32は被検体24の形状に合わせて変形し、被検体24に密着する。
A
蓋28は、X線を透過するプラスチック樹脂等によって形成され、容器26の開口に着脱可能となっている。容器26および蓋28は、ネジ構造によって着脱可能としてもよい。容器26に蓋28が取り付けられることによって、軟部組織等価液34の漏れが回避される。
The
骨密度測定用アダプタ18の内部には、水平な液面が形成される程度の量の軟部組織等価液34が収容されている。すなわち、容器26に蓋28が取り付けられた状態において、骨密度測定用アダプタ18内に空気が混入するようにする。
The bone
このような構成によれば、図4に示されるように、被検体24の表面が平坦でなくとも底膜32が被検体24の表面に沿って変形する。そして、軟部組織等価液34が容器26に満たされた状態で、骨密度測定用アダプタ18の底面が被検体24に密着する。これによって、軟部組織等価液34と被検体24の軟部組織とが伝搬媒質の観点から一体化され、骨密度の測定のために好適な条件が形成される。また、側壁30がX線を遮蔽するため、容器26から横方向に放射される不要なX線が低減され、被検者の被曝量が低減される。さらに、側壁30は、X線のビーム形状に沿って、下方に向かうにつれて径を大きくした円筒形状を有する。これによって、X線の進行を妨げることなく容器26の容積を低減することができ、容器26が小型軽量化される。
According to such a configuration, as shown in FIG. 4, the
ここでは、変形可能な材料で底膜32を形成した例について説明したが、底膜32を剛性の材料で形成された板で置き換えてもよい。この場合、骨密度測定用アダプタの底面は、被検体が変形することによって被検体に密着する。
Here, an example in which the
SXA法による骨密度の測定について図5〜図7を参照して説明する。図5には、測定状態が模式的に示されている。図5に示されている骨38は背椎であり、被検体24の背椎の長手方向に垂直な断面が示されている。骨密度測定用アダプタ18内には、軟部組織等価液34による水平な液面36が形成されている。X線発生器12は、被検体24の骨38とその周辺の軟部組織40をビーム42内に含むX線を放射する。すなわち、X線発生器12は、骨密度測定用アダプタ18を透過した後、軟部組織40のみを透過してX線検出器14に到達するX線と、骨密度測定用アダプタ18を透過した後、軟部組織40、骨38、軟部組織40の順に被検体24を透過してX線検出器14に到達するX線とを放射する。
Measurement of bone density by the SXA method will be described with reference to FIGS. FIG. 5 schematically shows the measurement state. The
測定に際しては、初めに、被検体24が横たえられておらず、X線発生器12とX線検出器14との間に測定台20のみが介在する基準状態が形成される。X線発生器12は、この基準状態でX線を放射する。制御部16は、X線検出器14から出力されたX線二次元分布データを基準X線データとして記憶する。
In the measurement, first, a reference state in which the subject 24 is not laid and only the measurement table 20 is interposed between the
次に、被検体24が測定台20上に仰向けに横たえられ、骨密度測定用アダプタ18が被検体24に密着した測定状態が形成される。X線発生器12は、この状態でX線を放射する。制御部16は、X線検出器14から出力されたX線二次元分布データを測定X線データとして記憶する。
Next, the subject 24 is laid on the back on the measurement table 20, and a measurement state in which the bone
図6には、測定X線データによって示される測定画像が模式的に示されている。測定画像のうち、骨38を透過したX線に基づく領域(骨領域44)は、軟部組織40のみを透過したX線に基づく領域(軟部組織領域46)よりも画素値が小さくなる。図6においては、骨領域44には軟部組織領域46よりも密な斑点が施され、骨領域44の画素値が軟部組織領域46の画素値よりも小さくなることが示されている。
FIG. 6 schematically shows a measurement image indicated by the measurement X-ray data. In the measurement image, the region based on the X-rays transmitted through the bone 38 (bone region 44) has a smaller pixel value than the region based on the X-rays transmitted only through the soft tissue 40 (soft tissue region 46). In FIG. 6, the
SXA法によれば、骨領域44に含まれる画素PBの画素値をLB、画素PBの位置に対応する基準X線データの画素値をLB0、画素PBの位置座標をχB(x,z)、軟部組織領域46に含まれる画素PAの画素値をLA、画素PAの位置に対応する基準X線データの画素値をLA0、画素PAの位置座標をχA(x,z)とした場合、画素PBの位置における骨密度は、LB,LB0,χB,LA,LA0およびχAを変数とする後述の骨密度算出関数Bdによって表される。
According to the SXA method, the pixel value of the pixel PB included in the
そこで、制御部16は、画素PAを一定の画素として、骨領域44に含まれる各画素について、骨密度算出関数Bdに基づき骨密度を求める。具体的には、測定画像に含まれる各画素について、骨領域44の画素であるか否かの判定を行い、その判定対象の画素が骨領域44の画素である場合には、骨密度算出関数Bdに基づいて、その画素に対する骨密度を求める。ここで、測定画像の各画素が骨領域44を示すか否かの判定は、例えば、画素値が所定の閾値未満であるときは、骨領域44の画素であるとの判定をし、画素値が所定の閾値以上であるときは、軟部組織領域46の画素であるとの判定をすることで行われる。
Therefore, the
制御部16は、このような処理に基づき、骨領域44の総ての画素のそれぞれについて骨密度を求める。そして、骨領域44内で求められた総ての骨密度の平均値を被検体24に対して求められた骨密度とする。
Based on such processing, the
次に、骨密度算出関数Bdの例について、SXA法の測定原理と共に説明する。図7には、骨密度測定用アダプタ18に収容された軟部組織等価液34を軟部組織40に置き換えた図が示されている。測定台20は十分に薄いものとし、基準X線データおよび測定X線データは、近似的に測定台20の上面において取得されるものとする。
Next, an example of a bone density calculation function B d, will be described together with the measurement principles of the SXA method. FIG. 7 shows a view in which the soft tissue equivalent liquid 34 accommodated in the bone
X線発生器12の点Qからは、末広がりのビーム形状を有するX線が下方に放射される。また、点Qの直下における測定台20上の点を原点Oとしてxy座標平面が定義されている。点Aは、測定画像上の軟部組織領域に含まれる点を示す。X線発生器12における点Qから放射されたX線47Aは、軟部組織等価液34の液面36上の点Cを通って点Aに至る。角度θ1は、X線47Aの進行方向と鉛直方向とがなす角度である。また、点Bは測定画像上の骨領域に含まれる点を示す。X線発生器12における点Qから放射されたX線47Bは、軟部組織等価液34の液面36上の点Dを通って点Bに至る。角度θ2は、X線47Bの進行方向と鉛直方向とがなす角度である。図7の点Aおよび点Bにおける画素は、それぞれ、図6の画素PAおよびPBに対応する。
From the point Q of the
骨密度算出関数Bdは、次の(数1)〜(数6)のように表される。 The bone density calculation function B d is expressed as the following (Equation 1) to (Equation 6).
μsは軟部組織の質量減弱係数、ρsは軟部組織の重量密度、μbは骨の質量減弱係数、ρbは骨の重量密度であり、いずれも既知の値である。また、LBは、点Bにおける測定X線データの画素値である。L1は、被検体24内に骨38が存在せず軟部組織40のみが存在する状態を仮定した場合に、点Bにおいて検出される仮想的な画素値を表し、次の(数2)によって求められる。
μ s is the soft tissue mass attenuation coefficient, ρ s is the soft tissue weight density, μ b is the bone mass attenuation coefficient, and ρ b is the bone weight density, both of which are known values. L B is the pixel value of the measured X-ray data at point B. L 1 represents a virtual pixel value detected at the point B when it is assumed that the
LB0は、点Bにおける基準X線データの画素値である。また、上線が施されたBDは、点Bと点Dとの間の距離であり、(数3)および(数4)に基づいて求められる。 L B0 is the pixel value of the reference X-ray data at point B. Further, the overlined BD is a distance between the point B and the point D, and is obtained based on (Equation 3) and (Equation 4).
(数3)は、測定台20の上面および軟部組織等価液34の液面36が水平であり、点Cおよび点Dの測定台20からの高さが等しいことから導かれる式である。被検体24の上に骨密度測定用アダプタ18を設けることで、軟部組織等価液34による水平な液面が形成されると共に、軟部組織等価液34と被検体24の軟部組織40とが伝搬媒質の観点から一体化され、この条件が成立する。上線が施されたACは、点Aと点Cとの間の距離であり、以下の(数4)に基づいて求められる。また、θ1およびθ2は、それぞれ、以下の(数5)および(数6)から求められる。
(Equation 3) is an expression derived from the fact that the upper surface of the measurement table 20 and the
LAは、点Aにおける測定X線データの画素値であり、LA0は、点Aにおける基準X線データの画素値である。 L A is the pixel value of the measurement X-ray data at the point A, and L A0 is the pixel value of the reference X-ray data at the point A.
d1は、点Aのx座標値の絶対値、すなわち、点Aと原点Oとの間の距離である。また、d2は、点Bのx座標値の絶対値、すなわち、点Bと原点Oとの間の距離である。h0は、点Qの測定台20からの高さであり、一定の値である。 d 1 is the absolute value of the x coordinate value of the point A, that is, the distance between the point A and the origin O. D 2 is the absolute value of the x coordinate value of the point B, that is, the distance between the point B and the origin O. h 0 is the height of the point Q from the measurement table 20 and is a constant value.
ここで、骨密度算出関数Bdの物理的意義について説明する。図7の直線QBの方向に沿った骨38の厚さβは次のように定義される。すなわち、同一の厚さβの軟部組織および骨をモデルとして仮定した場合において、モデルとしての骨を透過したX線のレベルと、モデルとしての軟部組織を透過したX線のレベルとの比が、画素値LBと画素値L1との比に等しくなるβの値として定義される。ここで、画素値LBは、軟部組織40、骨38、軟部組織40の順に被検体24を透過したX線に基づく画素値であり、画素値L1は、そのようなX線の進行路において、骨が存在せず軟部組織のみが存在すると仮定した場合に得られる仮想的な画素値である。この定義によれば、画素値LBと画素値L1との比は、次の(数7)のように、厚さβの骨を透過するX線の減衰比率と、厚さβの軟部組織を透過するX線の減衰比率との比で表される。
Here will be described the physical significance of bone density calculation function B d. The thickness β of the
骨密度は、骨の厚さβにその重量密度ρsを乗じることで求められる。すなわち、(数7)をβについて解き、重量密度ρsを乗ずることで骨密度が求められ、この骨密度を表す式が(数1)である。 The bone density is obtained by multiplying the bone thickness β by its weight density ρ s . That is, by solving (Equation 7) for β and multiplying by the weight density ρ s , the bone density is obtained, and the equation representing this bone density is (Equation 1).
画素値LBは、測定X線データから直接得られる。これに対し、画素値L1は、測定X線データおよび基準X線データの画素値を、図7に示される幾何学的関係に基づく(数2)〜(数6)に当てはめることで求められる。 Pixel value L B is obtained directly from the measured X-ray data. On the other hand, the pixel value L 1 is obtained by applying the pixel values of the measurement X-ray data and the reference X-ray data to (Equation 2) to (Equation 6) based on the geometric relationship shown in FIG. .
(数2)〜(数6)に示される関係は、測定台20の上面および軟部組織等価液34の液面36が水平であるという条件下で成立する。本発明の実施形態に係る骨密度測定用アダプタ18においては、骨密度測定用アダプタ18の内部に水平な液面が形成される程度の量の軟部組織等価液が収容されている。すなわち、骨密度測定用アダプタ18内には空気を混入させている。これによって、図4に示されるように、被検体24の表面が傾いている場合であっても、容器26内に水平な液面36が形成される。したがって、厚さが一定の軟部組織40によって骨38が囲まれた状態と等価な状態が形成され、(数2)〜(数6)に示される関係が成立し、骨密度の測定を容易にすることができる。
The relationships shown in (Equation 2) to (Equation 6) are established under the condition that the upper surface of the measurement table 20 and the
なお、上述のSXA法の測定原理から明らかなように、測定に用いられるX線は、そのビームが、被検体24の骨38とその周辺の軟部組織40を少なくとも含んでいればよい。したがって、このような条件が成立する場合には、骨密度測定用アダプタ18の蓋28および底膜32については、これらの全体をX線が透過する材料で形成しなくてもよい。すなわち、X線発生器12から発せられたX線のうち、骨密度の測定に寄与しないビーム形状の外側付近に対応するものに対しては、骨密度測定用アダプタ18の蓋28および底膜32によって遮蔽をしてもよい。
As is clear from the measurement principle of the SXA method described above, the X-ray used for the measurement only needs to include at least the
例えば、図8に示されるように、底膜32については、その中心付近を含む一部の領域をX線透過領域48とし、残りの領域をX線遮蔽領域50としてもよい。同様に、蓋28については、その中心付近を含む一部の領域をX線透過領域52とし、残りの領域をX線遮蔽領域54としてもよい。各X線透過領域は、プラスチック樹脂、ゴム等のX線が透過する材料で形成され、各X線遮蔽領域は、金属、X線遮蔽ガラス等のX線遮蔽材料で形成される。各X線透過領域および各X線遮蔽領域の形状は、X線のビーム形状に適合させた形状としてもよい。
For example, as shown in FIG. 8, with respect to the
このような構成によれば、骨密度の測定に寄与するX線の進行を妨げることなく、骨密度の測定に寄与しないX線の量を制限することができる。これによって、容器26から被検体24に放射されるX線の量が制限され、被検者の被曝量が低減される。
According to such a configuration, it is possible to limit the amount of X-rays that do not contribute to bone density measurement without hindering the progress of X-rays that contribute to bone density measurement. Thereby, the amount of X-rays radiated from the
また、骨密度測定用アダプタの容器の形状は、円筒の他、角筒としてもよい。図9には、容器26の形状を四角筒とした例が示されている。この例においても、図8に示された骨密度測定用アダプタ18と同様、底膜32の一部の領域がX線透過領域48とされ、残りの領域がX線遮蔽領域50とされている。さらに、蓋28の一部の領域がX線透過領域52とされ、残りの領域がX線遮蔽領域54とされている。
Further, the shape of the container of the bone density measuring adapter may be a square tube in addition to the cylinder. FIG. 9 shows an example in which the shape of the
骨密度測定用アダプタの容器内には、X線減衰基準物を設けてもよい。X線減衰基準物は、例えば、ポリ塩化ビニル(PVC)等のプラスチック樹脂、プラスチック樹脂に金属、金属酸化物等を混合させたものによって形成され、透過するX線を減衰させる。X線減衰基準物は被検体と共にX線撮影され、その撮影された画像と骨の画像との比較に基づいて骨密度等の測定が行われる。 An X-ray attenuation reference object may be provided in the container of the bone density measuring adapter. The X-ray attenuation reference material is formed of, for example, a plastic resin such as polyvinyl chloride (PVC), or a plastic resin in which a metal, a metal oxide, or the like is mixed, and attenuates transmitted X-rays. The X-ray attenuation reference object is X-rayed together with the subject, and the bone density and the like are measured based on a comparison between the taken image and a bone image.
図10には、大きさが異なる複数のX線減衰基準物56が設けられた例が示されている。各X線減衰基準物56は球状に形成され、容器26の側壁から突出した支持棒57によって支持されている。この支持棒57は、例えば、X線透過特性が軟部組織と等価な材料によって形成される。各X線減衰基準物56は直径が異なるため、X線に対する減衰比率が異なる。したがって、X線画像における各X線減衰基準物56の画素は、その直径に応じた画素値を有する。複数のX線減衰基準物56の直径を段階的に異ならしめることで、骨の画素値と各X線減衰基準物56の画素値との対比に基づく骨密度等の測定が容易となる。
FIG. 10 shows an example in which a plurality of X-ray attenuation reference objects 56 having different sizes are provided. Each X-ray
また、各X線減衰基準物56は球状に形成されているため、各X線減衰基準物56のX線画像において最もX線の減衰が大きいことを示す画素は、X線減衰基準物56の中心を透過したX線に対応することとなる。したがって、各X線減衰基準物56の画像において最もX線の減衰が大きいことを示す画素を、骨の診断を行う際の基準画素とすることで、高精度な測定が可能となる。
In addition, since each X-ray
なお、X線減衰基準物は、必ずしも球状で形成されていなくてもよい。例えば、X線減衰基準物を直方体で形成してもよい。この場合、直方体の6面のうち一面をX線の到来方向に向けて配置することで、X線に対する一定の減衰比率が得られ、X線画像において骨の画像と比較するための画像が得られる。 Note that the X-ray attenuation reference object is not necessarily formed in a spherical shape. For example, the X-ray attenuation reference object may be formed in a rectangular parallelepiped. In this case, by arranging one of the six faces of the rectangular parallelepiped toward the X-ray arrival direction, a constant attenuation ratio with respect to the X-ray is obtained, and an image for comparison with the bone image in the X-ray image is obtained. It is done.
また、上記では、被検体の腰椎の骨密度を測定する例について説明した。本実施形態に係る骨密度測定システムにおいては、腰椎の他、大腿骨等のその他の測定部位の骨密度の測定も可能である。 In the above description, the example of measuring the bone density of the lumbar spine of the subject has been described. In the bone density measuring system according to the present embodiment, it is possible to measure the bone density of other measurement sites such as the femur in addition to the lumbar spine.
さらに、測定台20の上方にX線発生器12を設け、測定台20の下方にX線検出器14を設けるのではなく、測定台20の上方にX線検出器14を設け、測定台20の下方にX線発生器12を設ける構成としてもよい。
Further, the
また、X線検出器14の代わりに、X線フィルムを用いてもよい。この場合、上述の測定X線データおよび基準X線データに対応する各X線画像をX線フィルムによって撮影する。そして、各X線画像上における各位置の明るさを数値化し、測定X線データおよび基準X線データの各画素値に代えて、数値化された各位置の明るさを用いて骨密度の測定を行う。
Further, instead of the
さらに、骨密度測定用アダプタは、機械的手段によって被検体上に保持してもよい。図11には、骨密度測定用アダプタ18を保持する機構がX線発生器12に設けられた骨密度測定システムが示されている。
Further, the bone density measuring adapter may be held on the subject by mechanical means. FIG. 11 shows a bone density measuring system in which a mechanism for holding the bone
X線発生器12には、鉛直方向に伸びる複数の支柱58が取り付けられている。各支柱58の下端にはバネ60を介して押圧板62が取り付けられている。押圧板62は、X線を透過する材料で形成されており、その下面が骨密度測定用アダプタ18の蓋の上面に接触する。
A plurality of
X線発生器12は、上下方向に移動自在となっている。被検体24が測定台20に横たえられる際には、被検体24がX線発生器12に接触することを回避するため、X線発生器12を上方に位置させる。そして、被検体24が横たえられた後に、X線発生器12を下方向に移動させる。これによって、押圧板62と測定台20との間に骨密度測定用アダプタ18および被検体24が挟まれた状態が形成される。また、バネ60の弾性力によって押圧板62を介して骨密度測定用アダプタ18に下方向に力が加えられ、被検体24上に骨密度測定用アダプタ18の底面が密着する。このように、骨密度測定用アダプタ18を保持する機構がX線発生器12に設けられることで、被検者の負担が軽減される。
The
本発明に係る骨密度測定用アダプタによれば、軟部組織等価液と被検体の軟部組織とが伝搬媒質の観点から一体化される。さらには、軟部組織等価液の水平な液面が容器内に形成される。これによって、厚さが一定の軟部組織によって骨が囲まれている状態と等価な状態が形成され、SXA法等による骨密度の測定が容易となる。本発明に係る骨密度測定用アダプタは、SXA法の他、DXA法、QCT法等、このような状態で骨密度の測定を行い得る様々な測定法に用いてもよい。 According to the bone density measuring adapter of the present invention, the soft tissue equivalent fluid and the soft tissue of the subject are integrated from the viewpoint of the propagation medium. Furthermore, a horizontal liquid level of the soft tissue equivalent liquid is formed in the container. As a result, a state equivalent to a state in which the bone is surrounded by the soft tissue having a constant thickness is formed, and the bone density can be easily measured by the SXA method or the like. The bone density measuring adapter according to the present invention may be used for various measuring methods that can measure bone density in such a state, such as the DXA method and the QCT method, in addition to the SXA method.
10 ブッキーテーブル、12 X線発生器、14 X線検出器、15 検出面、16 制御部、18 骨密度測定用アダプタ、20 測定台、22 テーブル脚、24 被検体、26 容器、28 蓋、30 側壁、32 底膜、34 軟部組織等価液、36 液面、38 骨、40 軟部組織、42 ビーム、44 骨領域、46 軟部組織領域、47A,47B X線、48,52 X線透過領域、50,54 X線遮蔽領域、56 X線減衰基準物、57 支持棒、58 支柱、60 バネ、62 押圧板。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記容器内において、水平な液面が形成され、前記被検体および前記液体を骨密度測定用X線が透過することを特徴とする骨密度測定用アダプタ。 A container provided on a subject made of bone and soft tissue, having a bottom surface in close contact with the subject, and containing a liquid as a soft tissue equivalent substance therein;
An adapter for measuring bone density, wherein a horizontal liquid surface is formed in the container, and bone density measuring X-rays pass through the subject and the liquid.
前記容器は、変形可能な材料で形成され、前記底面を有する底膜を有することを特徴とする骨密度測定用アダプタ。 The adapter for bone density measurement according to claim 1,
The bone density measuring adapter, wherein the container is formed of a deformable material and has a bottom membrane having the bottom surface.
前記容器は、X線を遮蔽する側壁を有することを特徴とする骨密度測定用アダプタ。 In the bone density measuring adapter according to claim 1 or 2,
The bone density measuring adapter, wherein the container has a side wall that shields X-rays.
前記骨密度測定用X線は、進行方向に向かって広がるビーム形状を有し、
前記容器は、前記ビーム形状に沿った形状の側壁を有することを特徴とする骨密度測定用アダプタ。 In the bone density measuring adapter according to any one of claims 1 to 3,
The bone density measurement X-ray has a beam shape that spreads in the traveling direction,
The bone density measuring adapter, wherein the container has a side wall shaped along the beam shape.
前記容器の底面は、X線が透過する部分とX線が遮蔽される部分とを有することを特徴とする骨密度測定用アダプタ。 The adapter for measuring bone density according to any one of claims 1 to 4,
The bone density measuring adapter, wherein the bottom surface of the container has a part through which X-rays pass and a part through which X-rays are shielded.
前記容器が前記被検体としての被検者によって保持されることを特徴とする骨密度測定用アダプタ。 In the bone density measuring adapter according to any one of claims 1 to 5,
An adapter for measuring bone density, wherein the container is held by a subject as the subject.
前記容器内に収容された少なくとも1つのX線減衰基準物を備えることを特徴とする骨密度測定用アダプタ。 In the bone density measuring adapter according to any one of claims 1 to 6,
An adapter for bone density measurement, comprising at least one X-ray attenuation reference object housed in the container.
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59147503U (en) * | 1983-03-25 | 1984-10-02 | 株式会社島津製作所 | Phantom for detector calibration of CT equipment |
| WO1993024055A1 (en) * | 1992-05-29 | 1993-12-09 | Ge Yokogawa Medical Systems, Ltd. | Method of quantitative determination of bone salt with ct equipment |
| US5335260A (en) * | 1992-11-25 | 1994-08-02 | Arnold Ben A | Calibration phantom and improved method of quantifying calcium and bone density using same |
| WO2008044439A1 (en) * | 2006-10-06 | 2008-04-17 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | Apparatus for determining bone salt content |
| US20100142674A1 (en) * | 2008-12-04 | 2010-06-10 | Soo Yeul Lee | Method and support device for measuring jawbone mineral density |
-
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59147503U (en) * | 1983-03-25 | 1984-10-02 | 株式会社島津製作所 | Phantom for detector calibration of CT equipment |
| WO1993024055A1 (en) * | 1992-05-29 | 1993-12-09 | Ge Yokogawa Medical Systems, Ltd. | Method of quantitative determination of bone salt with ct equipment |
| US5521955A (en) * | 1992-05-29 | 1996-05-28 | Ge Yokogawa Medical Systems, Limited | Method for quantitatively determining bone mineral mass by CT system |
| US5335260A (en) * | 1992-11-25 | 1994-08-02 | Arnold Ben A | Calibration phantom and improved method of quantifying calcium and bone density using same |
| JPH08503637A (en) * | 1992-11-25 | 1996-04-23 | アーノルド,ベン・エイ | Device and method for quantifying calcium density |
| WO2008044439A1 (en) * | 2006-10-06 | 2008-04-17 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | Apparatus for determining bone salt content |
| US20100142674A1 (en) * | 2008-12-04 | 2010-06-10 | Soo Yeul Lee | Method and support device for measuring jawbone mineral density |
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