骨密度测定装置和骨密度测定方法与流程

[0001]
本发明涉及一种使用x射线装置进行骨密度测定的骨密度测定装置，特别是涉及一种用于适当地进行骨密度测定中的被检体的定位的技术。


背景技术：

[0002]
在医疗现场，为了进行骨质疏松症等的诊断，有时要测定股骨颈部或腰椎等的骨密度。作为骨密度的测定方法的例子，能够列举使用了x射线装置的双能量减影法(des法)。在des法中，生成通过高能量的x射线得到的高电压x射线图像与通过低能量的x射线得到的低电压x射线图像的差分图像，由此获取提取出骨成分的图像。
[0003]
在测定骨密度的情况下，一般以几个月1次的频率进行多次基于des法的差分图像的摄影来进行随访观察。为了提高通过随访观察诊断骨密度的精度，重要的是在各次的des摄影中准确地进行被检体的定位(位置对准)。特别是在测定股骨颈部的骨密度的情况下，不仅需要使水平方向上的被检体的位置每次都准确地一致，还需要使腿部的内旋方向的角度每次都准确地一致。因而，定位的重要性变得更高。
[0004]
在以往的des摄影中，提出了以下一种结构：在执行des摄影之前通过x射线透视获取透视像，一边参照作为实时信息的透视像一边进行被检体的定位。而且，作为提高各个骨密度测定中的定位精度的方法，提出了一种对在此次的des摄影之前获取到的透视像叠加从在上次的des摄影中获取到的差分图像自动提取出的股骨的边缘信息的结构(例如，专利文献1)。
[0005]
在专利文献1所涉及的以往的结构中，一边参照叠加显示在透视像上的上次的边缘信息，一边使在此次的透视像中呈现的股骨的位置与上次的边缘信息所涉及的股骨的位置一致，由此能够使此次的摄影位置接近上次的摄影位置。
[0006]
现有技术文献
[0007]
专利文献
[0008]
专利文献1：日本特开2017-217227号公报


技术实现要素：

[0009]
发明要解决的问题
[0010]
然而，在具有这种结构的现有例的情况下，存在如下问题。
[0011]
在利用以往的结构的骨密度测定中，担心难以使此次进行的des摄影的摄影位置与上次进行的des摄影的摄影位置高精度地一致这样的问题。即，从差分信息自动提取的边缘信息不能说是足够准确的信息，存在偏离实际的股骨轮廓的部分。因此，在以边缘信息为指标的情况下，定位精度的提高是有限度的。
[0012]
因而，在以往的结构中，难以将在此次的骨密度测定中得到的分析结果和在上次的骨密度测定中得到的分析结果准确地进行比较。另外，在des摄影时判明了定位错误的情况下再次进行des摄影，因此还担心骨密度测定所需的时间延长并且被检体的被辐射量增
大这样的问题。
[0013]
本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种能够在长期地进行多次摄影的骨密度测定中迅速且准确地进行定位的骨密度测定装置。
[0014]
用于解决问题的方案
[0015]
为了实现这样的目的，本发明采用如下结构。
[0016]
即，本发明所涉及的骨密度测定装置具备：摄像系统，其由向被检体照射x射线的x射线源和检测透过了所述被检体的x射线的x射线检测器构成；图像生成部，其使用所述x射线检测器输出的检测信号来生成x射线图像；透视像显示部，其将通过x射线透视生成的所述x射线图像作为x射线透视像来进行显示；位置对准部，其基于所显示的所述x射线透视像来调整所述被检体与所述摄像系统的相对位置关系；减影处理部，其使用在对所述x射线源施加了高电压的情况下针对x射线照射场生成的所述x射线图像和在对所述x射线源施加了低电压的情况下针对所述x射线照射场生成的所述x射线图像来进行减影处理，由此生成减影图像；边缘提取部，其从所述减影图像提取边缘信息，来作为骨区域与除所述骨区域以外的区域的分界线；输入部，其由手术操作者操作，用于输入修正所述边缘信息的边缘修正指示；边缘修正部，其根据所述边缘修正指示的内容来修正所述边缘信息；分段处理部，其使用由所述边缘修正部修正后的所述边缘信息，来生成用于确定所述减影图像中的所述骨区域的范围的分段信息；骨密度测定部，其对通过所述分段信息确定的所述骨区域进行骨密度测定；存储部，其存储所述x射线图像和所述分段信息；以及叠加处理部，其使在过去的骨密度测定中存储的所述分段信息叠加于所述x射线透视像。
[0017]
根据该结构，在骨密度测定中由分段处理部生成分段信息，由存储部存储分段信息。而且，在重新进行骨密度测定的情况下，读出在过去的骨密度测定中存储的分段信息，使该信息叠加于在当前的骨密度测定中生成的x射线透视像。
[0018]
分段信息是使用通过修正边缘信息而得到的信息获取到的、用于确定骨区域的范围的信息。基于操作者的精密的指令来进行边缘信息的修正，因此被修正后的边缘信息与被自动提取的时间点的边缘信息相比更准确地追踪了骨区域的轮廓。因此，通过一边参照叠加有过去得到的分段信息的当前的x射线透视像一边进行定位，能够迅速且准确地使当前的骨密度测定中的定位条件与过去的骨密度测定中的定位条件一致。
[0019]
另外，在上述发明中，优选的是，还具备特征部位鉴定部，该特征部位鉴定部对所确定的所述骨区域中的成为关心区域的指标的特征部位的位置信息进行鉴定，所述存储部存储所述x射线图像、所述分段信息以及所述特征部位的位置信息，所述叠加处理部使在过去的骨密度测定中存储的所述分段信息和所述特征部位的位置信息叠加于所述x射线透视像。
[0020]
[作用和效果]根据本发明所涉及的骨密度测定装置，除了使在过去的骨密度测定中存储的分段信息叠加于在当前时间点的骨密度测定中生成的透视像以外，还使在过去的骨密度测定中存储的特征部位的位置信息叠加于在当前时间点的骨密度测定中生成的透视像。通过参照特征部位的位置信息，能够对根据以边缘信息为例的轮廓的信息难以判别的特性进行精密的判断。
[0021]
作为一例，在股骨的诊断中能够获取与腿部的内旋角度有关的精密的信息，在腰椎的诊断中能够获取与脊椎的变形情况有关的精密的信息。因此，通过一并参照特征部位
的位置信息，能够实现使当前进行的骨密度测定中的被检体的位置与过去进行的骨密度测定中的被检体的位置精密地一致的定位工序。
[0022]
为了实现这样的目的，本发明也可以采用如下的结构。
[0023]
即，本发明所涉及的骨密度测定方法用于骨密度测定装置，该骨密度测定装置具备：摄像系统，其由向被检体照射x射线的x射线源和检测透过了所述被检体的x射线的x射线检测器构成；以及图像生成部，其使用所述x射线检测器输出的检测信号来生成x射线图像，所述骨密度测定方法用于进行包括以下步骤的处理：x射线透视步骤，通过x射线透视生成所述x射线图像来作为x射线透视像；位置对准步骤，调整所述被检体和所述摄像系统的相对位置关系；减影处理步骤，使用在对所述x射线源施加了高电压的情况下针对x射线照射场生成的所述x射线图像和在对所述x射线源施加了低电压的情况下针对所述x射线照射场生成的所述x射线图像来进行减影处理，由此生成减影图像；边缘提取步骤，从所述减影图像提取边缘信息，来作为骨区域与除所述骨区域以外的区域的分界线；分段处理步骤，修正所述边缘信息，使用被修正后的所述边缘信息，来生成用于确定所述减影图像中的所述骨区域的范围的分段信息；鉴定步骤，对所确定的所述骨区域中的成为关心区域的指标的特征部位的位置信息进行鉴定；骨密度测定步骤，对通过所述分段信息确定的所述骨区域进行骨密度测定；以及存储步骤，存储所述x射线图像、所述分段信息以及所述特征部位的位置信息，其中，所述位置对准步骤包括以下步骤：叠加处理步骤，生成使在过去的骨密度测定中存储的所述分段信息和所述特征部位的位置信息中的至少一方叠加于所述x射线透视像所得到的叠加图像；显示步骤，使所述叠加图像显示在显示部中；以及位置调整步骤，基于所述显示部中显示的所述叠加图像来调整所述x射线源的x射线照射场的位置。
[0024]
根据该结构，在骨密度测定中通过分段处理步骤来生成分段信息，通过存储步骤来存储分段信息。而且，在重新进行骨密度测定的情况下，读出在过去的骨密度测定中存储的分段信息和特征部位的位置信息中的至少一方，使该信息叠加于在新的骨密度测定中生成的x射线透视像。
[0025]
分段信息是使用通过修正边缘信息得到的信息而获取到的、用于确定骨区域的范围的信息。基于操作者的精密的指示来进行边缘信息的修正，因此，被修正后的边缘信息与被自动提取的时间点的边缘信息相比更准确地追踪了骨区域的轮廓。另外，通过参照特征部位的位置信息，能够对根据以边缘信息为例的轮廓的信息难以判别的特性进行精密的判断。因此，通过参照叠加有在过去的骨密度测定时得到的信息的当前的x射线透视像，能够迅速且准确地使当前的骨密度测定中的定位条件与过去的骨密度测定中的定位条件一致。
[0026]
发明的效果
[0027]
根据本发明所涉及的骨密度测定装置，使在过去的骨密度测定中获取到的分段信息叠加于在当前时间点的骨密度测定中生成的透视像。分段信息是基于被修正后的边缘信息生成的信息，因此为精密地反映骨区域的位置的信息。因此，通过一边参照叠加于透视像的过去的骨密度测定时的信息一边进行位置对准步骤，能够迅速且准确地使当前的定位条件调整为过去的定位条件。
附图说明
[0028]
图1是说明实施例1所涉及的骨密度测定装置的概要结构的主视图。
[0029]
图2是实施例1所涉及的骨密度测定装置的功能框图。
[0030]
图3是说明实施例1所涉及的骨密度测定装置的动作的工序的流程图。
[0031]
图4是示出实施例1所涉及的在初次测定时的步骤s2中生成的透视像的图。
[0032]
图5是说明实施例1所涉及的步骤s6的图。
[0033]
图6是说明实施例1所涉及的步骤s7的图。
[0034]
图7是说明实施例1所涉及的步骤s7的图。
[0035]
图8是说明实施例1所涉及的步骤s7的图。
[0036]
图9是说明实施例1所涉及的步骤s8的图。
[0037]
图10是说明实施例1所涉及的步骤s8的图。
[0038]
图11是示出实施例1所涉及的在第二次测定时的步骤s2中生成的透视像的图。
[0039]
图12是说明实施例1所涉及的步骤s2a的图。
[0040]
图13是说明腿部的内旋角度各不相同的情况下的右股骨的立体图。
[0041]
图14是示出实施例2所涉及的在初次测定时的步骤s2中生成的透视像的图。
[0042]
图15是说明实施例2所涉及的步骤s6的图。
[0043]
图16是说明实施例2所涉及的步骤s7的图。
[0044]
图17是说明实施例2所涉及的步骤s8的图。
[0045]
图18是示出实施例2所涉及的在第二次测定时的步骤s2中生成的透视像的图。
[0046]
图19是说明实施例2所涉及的步骤s2a的图。
[0047]
图20是说明实施例1所涉及的步骤s1的右侧视图。
[0048]
图21是说明实施例2所涉及的步骤s1的主视图。
[0049]
附图标记说明
[0050]
1：骨密度测定装置；3：顶板；5：x射线管；7：x射线检测器；9：准直器；15：图像处理部；17：显示部；19：输入部；19a：分段指示部；19b：鉴定指示部；23：存储部；25：控制部；27：图像生成部；29：减影处理部；31：边缘提取部；32：边缘修正部；33：分段处理部；35：特征部位鉴定部；37：骨密度测定部；39：叠加处理部。
具体实施方式
[0051]
以下，参照附图来说明本发明的实施例1。
[0052]
<整体结构的说明>
[0053]
如图1所示，实施例1所涉及的骨密度测定装置1具备用于载置取水平姿势的被检体m的顶板3。在顶板3的上侧配置有对被检体m照射x射线的x射线管5。在顶板3的下侧，x射线检测器7隔着顶板3与x射线管5相向配置。作为x射线检测器7的例子，能够列举平板检测器等。由x射线管5和x射线检测器7构成的摄像系统构成为能够沿顶板3的长边方向和短边方向同步地移动。
[0054]
在x射线管5的下方设置有准直器9。准直器9具备多片x射线屏蔽板，通过调节该x射线屏蔽板的开度，将从x射线管5照射的x射线限制为规定形状。作为规定形状的一例，能够列举作为棱锥的锥状、或者对于被检体的体轴方向缩小了照射范围的扇形束状等。
[0055]
如图2所示，x射线摄影装置1具备x射线照射控制部11、摄像系统驱动部13、图像处理部15、显示部17、输入部19、存储部23以及控制部25。x射线照射控制部11与x射线管5连
接，通过控制x射线照射时间和施加于x射线管5的管电压等，来控制从x射线管5照射的x射线的剂量和照射x射线的定时等。
[0056]
摄像系统驱动部13使x射线管5和x射线检测器7各自移动。本实施例所涉及的摄像系统驱动部13构成为使x射线管5和x射线检测器7沿顶板3的长边方向和顶板3的短边方向同步地移动。图像处理部15设置在x射线检测器7的后级，基于从x射线检测器7输出的x射线检测信号来生成各种x射线图像。作为x射线图像的例子，能够列举通过x射线透视生成的透视像(运动图像)以及通过x射线摄影生成的高电压图像和低电压图像。另外，图像处理部15对生成的x射线图像进行各种图像处理。图像处理的详细情况在后文叙述。
[0057]
显示部17显示以各种x射线图像或骨密度的信息为例的各种信息。作为显示部17的一例，能够列举液晶监视器。
[0058]
输入部19用于输入操作者的指示，作为其例子，能够列举键盘输入式的面板、触摸输入式的面板等。输入部19具备分段指示部19a和鉴定指示部19b。分段指示部19a用于输入操作者的与后述的分段处理有关的指示，鉴定指示部19b用于输入操作者的与后述的鉴定处理有关的指示。作为分段指示部19a和鉴定指示部19b的结构的一例，能够列举触摸面板、鼠标、拨号盘、切换式开关、按钮式开关等。
[0059]
存储部23存储由图像处理部15生成的各种x射线图像、与由图像处理部15进行的图像处理有关的信息以及与由骨密度测定部37测定出的骨密度有关的信息等。作为一例，控制部25具备中央处理运算装置(cpu：central processing unit)等，按照向输入部19输入的操作者的指示等来统一控制骨密度测定装置1的各结构。
[0060]
<图像处理部的说明>
[0061]
如图2所示，图像处理部15具备图像生成部27、减影处理部29、边缘提取部31、边缘修正部32、分段处理部33、特征部位鉴定部35、骨密度测定部37以及叠加处理部39。图像生成部27基于从x射线检测器7输出的x射线检测信号来生成被检体m的x射线图像。
[0062]
减影处理部29进行减影处理，来生成差分图像，在该减影处理中，将通过对x射线管5施加高电压的x射线摄影而生成的x射线图像(高电压图像)与通过对x射线管5施加低电压的x射线摄影而生成的x射线图像(低电压图像)进行减法运算。
[0063]
边缘提取部31对以差分图像为例的x射线图像进行分析并提取边缘信息。边缘修正部32基于向输入部19输入的操作者的指示内容，来进行修正被提取的边缘信息的处理。分段处理部33基于被输入到分段指示部19a的操作者的指示内容等来进行分段处理等。特征部位鉴定部35基于被输入到鉴定指示部19b的操作者的指示内容等，来进行鉴定特征部位的鉴定处理。
[0064]
骨密度测定部37使用由图像处理部15进行了各种图像处理所得到的x射线图像进行骨密度测定处理，来测定被检体m的骨密度。通过骨密度测定而计算出的骨密度信息被存储到存储部23中。
[0065]
叠加处理部39读出被存储到存储部23中的在过去的骨密度测定中获取到的信息，并且进行使该信息叠加于透视像的叠加处理。作为叠加于透视像的信息，能够列举通过鉴定处理得到的信息、通过分段处理得到的信息以及被实施了修正处理后的边缘信息等。
[0066]
<动作的说明>
[0067]
在此，说明用于使用实施例1所涉及的骨密度测定装置1进行骨密度测定的动作。
在实施例1中，以测定股骨颈部的骨密度的结构为例进行说明。图3是说明实施例1所涉及的骨密度测定装置1的动作的工序的流程图。第一，以下说明对被检体进行初次的骨密度测定的情况下的动作，即关于该被检体不存在过去进行的骨密度测定的信息(x射线图像等)的情况下的动作。
[0068]
步骤s1(被检体的载置)
[0069]
首先，使被检体m以仰卧状态载置在顶板3上。然后，以脚后跟为中心使腿部向内侧旋转，使用适当的固定器具将腿部的内旋角度以任意角度固定。该任意角度是操作者决定的大致的角度。在实施例1中，如图20所示，通过使用脚部固定器具10将被检体m的脚部固定来固定腿部的内旋角度。脚部固定器具10具备转动板10a和固定带10b，其中，该转动板10a能够通过未图示的铰链绕顶板3的长边方向(y方向)的轴转动，且与被检体m的脚部抵接，该固定带10b以包围转动板10a和被检体m的脚部的方式进行固定。
[0070]
步骤s2(透视像的生成)
[0071]
在载置被检体m之后，操作者使由x射线管5和x射线检测器7构成的摄像系统移动到髋关节的摄影位置。然后，通过进行x射线透视，从x射线管5照射与x射线摄影相比低剂量的x射线。图像生成部27基于从x射线检测器7输出的x射线检测信号来生成透视像40。所生成的透视像40如图4所示那样由显示部17实时地显示。包括股骨头部41、大转子43、小转子45、股骨颈部47等的区域作为关心部位呈现在透视像40中。
[0072]
在生成透视像40后，工序根据过去进行的骨密度分析的信息是否被存储在存储部23中而分支。在此由于是初次的骨密度测定，因此没有存储过去的信息。因而，不对透视像40进行特别的处理，从步骤s2进入步骤s3。
[0073]
步骤s3(被检体的位置对准)
[0074]
操作者一边确认被显示为运动图像的透视像40，一边进行被检体m的位置对准(定位)。操作者使摄像系统沿着顶板3的载置面移动来调整摄像系统的位置，以使关心部位呈现在透视像40的中央部。即，通过输入部19的操作来控制摄像系统移动部13，以使摄像系统移动。
[0075]
然后，操作者操作以脚部固定器具10为例的固定器具来改变被检体m的膝部或脚部等的朝向，由此调整被检体m的腿部的内转角度，以使大转子43和小转子45等的朝向恰当。另外，根据需要对顶板3上的被检体m的位置进行微调。通过摄像系统移动部13和脚部固定器具10来调整被检体m与摄像系统的相对位置关系。
[0076]
步骤s4(x射线摄影)
[0077]
如果步骤s3所涉及的被检体的定位完成，则开始进行x射线摄影。操作者操作输入部19来进行x射线摄影，在相同的定位条件下获取两种x射线图像。即，进行对x射线管5施加比较高的电压的x射线摄影和对x射线管5施加比较低的电压的x射线摄影。通过高电压下的x射线摄影，图像生成部27生成高电压图像。通过低电压下的x射线摄影，图像生成部27生成低电压图像。高电压图像的数据和低电压图像的数据被发送到减影处理部29。
[0078]
步骤s5(差分图像的生成)
[0079]
减影处理部29执行从高电压图像减去低电压图像的图像处理。通过取得该差的图像处理，生成差分图像50来作为进一步强调了骨区域的x射线图像。差分图像50的数据从减影处理部29被发送到边缘提取部31。
[0080]
步骤s6(边缘的提取)
[0081]
边缘提取部31进行从差分图像50提取骨区域与除骨区域以外的区域的分界线来作为边缘信息的图像处理、即边缘提取处理。作为边缘提取处理的一例，能够列举在x方向或y方向上搜索各像素的像素值并参照各像素值的梯度的方法。
[0082]
重复进行将像素值的梯度为规定值以上的陡峭部位判定为边缘部位的搜索，由此如图5所示那样，从差分图像50自动地提取边缘信息e1，作为边缘部位线状地相连的信息。用于提取边缘信息e1的计算方法不限于上述方法，也可以适当使用公知的方法。提取出边缘信息e1的差分图像50的数据从边缘提取部31被发送到分段处理部33。
[0083]
步骤s7(分段处理)
[0084]
关于在边缘提取部31中自动提取出的边缘信息e1，实际上偏离原来的骨区域的轮廓的部分多，错误频率高。因此，如果直接使用边缘信息e1进行骨密度测定，则测定结果的精度降低。作为在边缘信息e1中产生错误的情况的一例，能够列举以下情况：拍进了金属等像素值高的物体，边缘提取部31有时错误地将该金属的外围作为边缘信息e1来提取。另外，即使实际上是骨区域，在与除骨区域以外的部分相比像素值的差小的情况下，也有可能发生边缘提取部31无法提取该部分来作为边缘信息e1的情况。在图5中，用附图标记b1～b3例示边缘信息e1中的偏离骨区域的轮廓的错误部分。
[0085]
因此，为了提高骨密度测定的精度，由操作者进行分段处理。首先，操作者参照显示部17中显示的、提取出边缘信息e1的差分图像50，使用输入部19来修正边缘信息e1。即，通过操作输入部19来手动地适当变更边缘信息e1，修正为使边缘信息e1准确地追踪骨区域的轮廓。
[0086]
在图6中示出进行了边缘信息e1的修正后的差分图像50。在图6中，将修正后的边缘信息表示为修正边缘e2。即，被输入到输入部19的操作者的指示内容通过控制部25被发送到边缘修正部32，边缘修正部32将边缘信息e1的轨迹修正为修正边缘e2的轨迹。由于修正边缘e2成为准确地反映骨区域的轮廓的信息，因此通过修正边缘e2来准确地划分骨区域和除骨区域以外的区域。
[0087]
接着，操作者通过操作输入部19对差分图像50设定骨密度测定区域c1。骨密度测定区域c1是表示骨密度测定的范围的信息，如图7所示那样设定为包括以大转子43和小转子45为例的骨密度测定的对象。
[0088]
进而，如图8所示，操作者通过操作分段指示部19a，在差分图像50中进行以用不同颜色分开涂布的方式来划分关心骨区域f1和基础区域f2的处理。此外，只要是能够区分关心骨区域f1、基础区域f2以及其它区域的方法，就不限于通过颜色区分来进行划分的方法。
[0089]
用标注网点的方式示出的关心骨区域f1是骨密度测定区域c1的内部的相当于骨区域的部分。以标注斜线的方式示出的基础区域f2是骨密度测定区域c1的内部的相当于除骨区域以外的区域的部分，被设定为与骨区域的比较对象。由于边缘的修正处理以及关心骨区域f1与基础区域f2的划分处理完成，由此分段处理结束。
[0090]
步骤s8(鉴定处理)
[0091]
在分段处理之后，进行鉴定特征部位的位置信息的鉴定处理。特征部位是骨区域中的成为关心区域的指标的部位，在实施例1所涉及的股骨颈部的骨密度测定中，颈部框kb相当于特征部位。
[0092]
颈部框kb是包围股骨颈部47的矩形区域。此外，在生成差分图像50时，根据差分图像50中呈现的股骨颈部47的粗细，来叠加显示初始状态的颈部框kb(图9)。此外，在图9以后，为了便于说明，省略了被进行了颜色区分的关心骨区域f1和基础区域f2的显示。
[0093]
操作者通过操作输入部19的鉴定指示部19b来手动地适当变更颈部框kb的位置和朝向，并进行鉴定处理。具体地说，首先，操作者参照显示部17中显示的差分图像50，来确认相当于股骨颈部47所延伸的方向的颈部轴n的朝向。然后，调整颈部框kb的朝向，以使颈部框kb的长边方向与颈部轴n正交。
[0094]
接着，操作者移动颈部框kb，以使颈部框kb与大转子43接触。由操作者进行了鉴定处理的状态的颈部框kb在图10中示出。通过该鉴定处理，来鉴定以股骨颈部47与大转子43的位置关系以及颈部轴n的朝向为例的信息，作为结果，鉴定包括股骨的内旋角度在内的位置信息。分段处理和鉴定处理完成后的差分图像50的数据被发送到骨密度测定部37。
[0095]
步骤s9(骨密度测定)
[0096]
骨密度测定部37进行使用差分图像50计算骨密度的处理。即，将基础区域f2中的像素值作为比较对象，来测定关心骨区域f1与颈部框bk的叠加区域(关心区域)中的像素值，基于测定结果来计算被检体m的股骨颈部的骨密度。计算出的骨密度的信息显示在显示部17中，并且被存储到存储部23中。
[0097]
此外，高电压图像、低电压图像、差分图像50等各种x射线图像、修正边缘e2、分段处理后的关心骨区域f1及基础区域f2、以及鉴定处理后的颈部框kb等各种信息也同样在适当的时刻被存储到存储部23中。通过存储各种信息来完成初次的骨密度测定。
[0098]
第二，对第二次以后的骨密度测定的动作进行说明。第二次以后的骨密度测定的工序除了进行步骤s2a这一点以外，与初次的骨密度测定的工序相同。在对该被检体m进行第二次以后的骨密度测定的情况下，至少存储有在初次的骨密度测定中获取到的各种信息。因此，在步骤s2完成之后且在步骤s3之前进行步骤s2a所涉及的叠加处理。以下，对步骤s2a进行说明。
[0099]
步骤s2a(过去信息的叠加处理)
[0100]
在第二次的骨密度测定中，通过步骤s2所涉及的x射线透视来生成透视像40a。在第二次测定时生成的透视像40a如图11所示，呈现出的骨区域的像与在初次测定时生成的透视像40中呈现出的骨区域的像不同。在该情况下，被检体m的定位无法准确地再现初次测定时的定位。
[0101]
因此，对透视像40a进行叠加处理。即，从存储部23读出在初次的骨密度测定中从差分图像50获取到的信息。在本实施例中，读出通过分段处理获取到的关心骨区域f1的信息和通过鉴定处理获取到的颈部框bk的信息。然后，所读出的信息通过叠加处理部39被叠加于透视像40a。被进行了叠加处理的透视像40a如图12所示那样显示在显示部17中。
[0102]
通过完成叠加处理，步骤s2a完成，从而进入步骤s3。操作者参照叠加在透视像40a上的关心骨区域f1和颈部框bk进行被检体m的定位，以使得大转子43、小转子45、股骨颈部47等关心部位的位置与所叠加的信息高精度地一致。以后的工序与初次的骨密度测定相同，因此省略说明。
[0103]
在实施例1所涉及的骨密度测定装置中，在使用透视像40进行定位时，将通过在过去的骨密度测定时进行的分段处理和鉴定处理得到的信息叠加于透视像40。通过分段处理
得到的关心骨区域f1是基于修正边缘e2得到的骨区域的信息，该修正边缘e2是通过针对边缘信息e1进行修正处理而得到的。与通过自动提取而得到的边缘信息e1不同，修正边缘e2是准确地反映实际的骨区域的轮廓的信息。因此，通过参照关心骨区域f1进行定位，能够使被检体m的股骨的位置更准确地对准初次时的位置。
[0104]
然后，将通过鉴定处理得到的颈部框bk的信息作为指标，由此得到作为骨密度测定的对象的关心区域。而且，还能够基于该关心区域的信息，使被检体m的腿部的内旋角度与初次时的角度高精度地一致。如图13所示，通过改变腿部的内旋角度，大转子43与股骨颈部47的位置关系大不相同。作为一例，在股骨中大转子43与股骨颈部47接触的位置根据腿部的内旋角度而发生变化。难以根据以边缘信息e1为例的与骨的轮廓有关的信息准确地判别这种关于内旋角度与股骨内部的结构的关联性的信息。
[0105]
另一方面，通过鉴定处理得到的颈部框bk的信息是明确地表示大转子43与股骨颈部47的位置关系以及股骨颈部的颈部轴n的朝向的信息。因此，通过参照被进行了鉴定处理的颈部框bk，能够获取在股骨的轮廓中难以判断的信息。作为一例，除了能够获得与被检体m在顶板上的位置有关的信息以外，还能够获得与被检体m的内旋角度有关的详细的信息。
[0106]
因此，操作者通过参照叠加在透视像40a上的关心骨区域f1和颈部框bk，能够高精度地调整被检体m在顶板3上的位置，并且能够高精度地调整被检体m的腿部的内旋角度。因此，能够使第二次以后的骨密度测定中的被检体的定位条件与初次的骨密度测定中的被检体的定位条件高精度地一致，因此在进行随时间推移的骨密度诊断的情况下，能够进一步提高诊断的精度。
[0107]
[实施例2]
[0108]
接着，参照附图来说明本发明的实施例2。在实施例2中，以将腰椎的椎体作为测定对象来测定骨密度的结构为例进行说明。实施例2所涉及的骨密度测定装置1的结构与实施例1相同，因此省略与结构有关的说明，在实施例2中对用于测定腰椎的骨密度的动作进行说明。实施例2所涉及的流程图的概要与实施例1相同，如图3所示。第一，以下说明对被检体进行初次的骨密度测定的情况下的动作。
[0109]
步骤s1(被检体的载置)
[0110]
首先，使被检体m以仰卧状态载置在顶板3上。然后，如图21所示，使脚部载置在以搁脚垫12为例的固定器具上，将脚部固定在比顶板3高的位置。通过将脚部载置固定在较高的位置来校正被检体的腰椎前弯。
[0111]
步骤s2(透视像的生成)
[0112]
在载置被检体m之后，通过进行x射线透视来生成透视像40。如图14所示那样包括第一腰椎l1、第二腰椎l2、第三腰椎l3、第四腰椎l4以及第五腰椎l5等的区域作为关心部位呈现在由图像生成部27生成的透视像40中。此外，使用附图标记kt示出了骨盆部分。在此由于是初次的骨密度测定，因此没有存储过去的信息。因而，不对透视像40进行叠加处理，从步骤s2进入步骤s3。
[0113]
步骤s3(被检体的位置对准)
[0114]
操作者一边确认被显示为运动图像的透视像40，一边进行被检体m的位置对准(定位)。操作者使摄像系统沿着顶板3的载置面移动来调整摄像系统的位置，以使关心部位呈现在透视像40的中央部。另外，操作者通过进行搁脚垫12的位置调整等，来调整被检体m的
姿势，以使五个腰椎l1～l5排列成直线状。通过摄像系统的位置调整和被检体m的姿势调整来调整被检体m与摄像系统的相对位置关系，从而定位完成。
[0115]
步骤s4(x射线摄影)
[0116]
如果步骤s3所涉及的被检体的定位完成，则开始进行x射线摄影。操作者操作输入部19来进行x射线摄影，在相同的定位条件下获取高电压图像和低电压图像。此外，在进行腰椎的x射线摄影的情况下，为了避免发生x射线的散射、x射线像的失真等，优选进行狭缝摄影。即，对于被检体m的体轴方向将x射线调整为x射线照射场短的扇形束状，一边使摄像系统沿体轴方向平行移动一边反复进行x射线照射，由此生成多张长条状的x射线图像。然后，通过将所生成的长条状的x射线图像分别沿被检体的体轴方向接合，来重构沿被检体的体轴方向延伸的x射线图像。
[0117]
步骤s5(差分图像的生成)
[0118]
减影处理部29执行从高电压图像减去低电压图像的图像处理。通过取得该差的图像处理，生成差分图像50来作为进一步强调了骨区域的x射线图像。差分图像50的数据从减影处理部29被发送到边缘提取部31。
[0119]
步骤s6(边缘的提取)
[0120]
边缘提取部31对差分图像50执行边缘提取处理，来提取边缘信息e1。提取出边缘信息e1的差分图像50如图15所示。与实施例1同样地，被自动提取的边缘信息e1的精度低，存在偏离各腰椎l1～l5的轮廓的部分。特别是大多没有准确地追踪左右细微地突出的部分。使用附图标记b4和b5例示了在边缘信息e1中发生错误的部分。
[0121]
步骤s7(分段处理)
[0122]
在此，为了提高骨密度测定的精度，由操作者进行分段处理。首先，操作者通过操作输入部19的分段指示部19a来手动地修正边缘信息e1。在图16中示出将边缘信息e1修正为修正边缘e2的状态的差分图像50。
[0123]
接着，操作者通过操作输入部19对差分图像50设定骨密度测定区域c1。骨密度测定区域c1被设定为包括作为骨密度测定的对象的五个椎体l1～l5。
[0124]
然后，操作者通过操作分段指示部19a，在差分图像50中进行以分开涂布的方式来划分关心骨区域f1和基础区域f2的处理。此外，在进行腰椎的骨密度测定的情况下，关心骨区域f1被设定为骨密度测定区域c1的内部的被修正边缘e2包围的部分。如图16所示，由修正边缘e2包围的基础区域f2被设定为以左右隔开规定长度q1的方式远离关心骨区域f1且宽度为规定长度q2的带状的区域。
[0125]
步骤s8(鉴定处理)
[0126]
在分段处理之后，进行鉴定特征部位的位置信息的鉴定处理。在实施例2所涉及的腰椎的骨密度测定中，椎间盘线p相当于作为关心区域的指标的特征部位。椎间盘线p是表示腰椎之间的椎间盘的中间部的、大致沿左右方向延伸的线状区域。
[0127]
操作者参照差分图像50中显示的修正边缘e2等，通过操作输入部19的鉴定指示部19b来鉴定四条椎间盘线p。具体地说，如图17所示，对表示第一腰椎l1与第二腰椎l2的中间部的椎间盘线p1、表示第二腰椎l2与第三腰椎l3的中间部的椎间盘线p2、表示第三腰椎l3与第四腰椎l4的中间部的椎间盘线p3以及表示第四腰椎l4与第五腰椎l5的中间部的椎间盘线p4进行鉴定。此外，要鉴定的椎间盘线p的条数不限于四条。也可以对配置在第一腰椎
l1的上侧或第五腰椎l5的下侧的椎间盘线p进行鉴定。
[0128]
通过该鉴定处理，来鉴定以各腰椎l1～l5的位置关系及倾斜度为例的信息。即，在由于被检体m的姿势的变形等导致各腰椎的排列(线)弯曲的情况下，椎间盘线p不与y方向平行，而是根据腰椎的线的弯曲情况向左右中的某一方向倾斜。换言之，通过确认椎间盘线p的倾斜度，操作者能够识别被检体m的姿势的变形情况。分段处理和鉴定处理完成后的差分图像50的数据被发送到骨密度测定部37。
[0129]
步骤s9(骨密度测定)
[0130]
骨密度测定部37进行使用差分图像50计算骨密度的处理。即，将基础区域f2中的像素值作为比较对象，来测定关心骨区域f1中的像素值，基于测定结果来计算被检体m的股骨颈部的骨密度。计算出的骨密度的信息显示在显示部17中。另外，骨密度的信息与各种x射线图像等一起被存储到存储部23中，初次的骨密度测定完成。
[0131]
在第二次以后进行腰椎的骨密度测定的情况下，在步骤s2中生成透视像40a后，进入步骤s2a。然后，在进行了步骤s2a所涉及的叠加处理之后进入步骤s3。以下，对实施例2中的步骤s2a的动作进行说明。
[0132]
步骤s2a(过去信息的叠加处理)
[0133]
在第二次骨密度测定中生成的透视像40a在图18中示出。与初次测定时的透视像40同样地，在透视像40a中呈现出从第一腰椎l1到第五腰椎l5这五个腰椎。
[0134]
通过开始步骤s2a，从存储部23读出在初次的骨密度测定中从差分图像50获取到的信息。在本实施例中，读出通过分段处理获取到的关心骨区域f1的信息和通过鉴定处理获取到的椎间盘线p1～p4的信息。然后，所读出的信息通过叠加处理部39被叠加于透视像40a。被进行了叠加处理的透视像40a如图19所示那样显示在显示部17中。
[0135]
通过完成叠加处理，步骤s2a完成，从而进入步骤s3。操作者参照叠加在透视像40a上的关心骨区域f1和各个椎间盘线p1～p4进行被检体m的定位，以使得在第二次测定时的透视像40a中呈现的关心部位(第一腰椎l1至第五腰椎l5)的位置与所叠加的初次测定时的各信息高精度地一致。
[0136]
在如图19所例示那样的情况下，与初次测定时的关心骨区域f1以及椎间盘线p相比，能够容易地识别在第二次测定时的透视像40a中呈现的各腰椎变形为向右侧弯曲。因此，操作者通过对于当前时间点的被检体m修正姿势以使各腰椎向左侧弯曲，来使第二次的定位条件与初次时的定位条件一致。通过使定位条件一致，来完成步骤s3所涉及的位置对准工序。以后的工序与初次的骨密度测定相同，因此省略说明。
[0137]
在实施例2所涉及的骨密度测定装置中，与实施例1同样地，在腰椎的骨密度测定中也能够进一步提高被检体m的定位的再现性。即，在第二次的骨密度测定中，使在初次的骨密度测定时得到的信息叠加在用于定位的透视像40a上。所叠加的信息是通过分段处理或鉴定处理获得的信息。因此，与以往的叠加边缘信息e1的结构相比，在本发明的结构中能够获得更精密且更多的信息。
[0138]
关心骨区域f1是基于由操作者手动修正后的修正边缘e2而得到的骨区域的信息，因此准确地反映实际的骨区域的轮廓。因此，通过参照关心骨区域f1进行定位，能够将第二次测定时的被检体m的腰椎的位置准确地调整为初次测定时的腰椎的位置。
[0139]
而且，通过将椎间盘线p作为指标，不仅能够容易地判别被检体m在顶板3上的位
置，还能够容易地判别被检体m的脊椎的变形情况。因此，通过根据脊椎的变形情况调整姿势，能够使第二次测定时的被检体m的姿势与初次时的姿势的状态高精度地一致。通过参照椎间盘线p的位置和倾斜度，能够更详细地判定各个腰椎的位置以及倾斜度。在本发明的结构中，特别是能够高精度地判别难以基于以边缘信息e1为例的与轮廓有关的信息进行判别的姿势的变形。
[0140]
<由实施方式的结构得到的效果>
[0141]
本实施方式所涉及的骨密度测定装置1具备：摄像系统，其由向被检体m照射x射线的x射线管5和检测透过了被检体m的x射线的x射线检测器7构成；图像生成部27，其使用x射线检测器7输出的检测信号来生成x射线图像；显示部17，其将通过x射线透视生成的x射线图像显示为透视像40；摄像系统移动部13和脚部固定器具10，二者基于所显示的透视像40来调整被检体m与摄像系统的相对位置关系；减影处理部29，其使用在对x射线管5施加了高电压的情况下针对x射线照射场生成的高电压图像和在对x射线管5施加了低电压的情况下针对x射线照射场生成的低电压图像进行减影处理，由此生成差分图像50；边缘提取部31，其从差分图像50提取边缘信息e1，来作为骨区域与除该骨区域以外的区域的分界线；输入部19，其由手术操作者操作，用于输入修正边缘信息e1的边缘修正指示；边缘修正部32，其根据该边缘修正指示的内容来修正边缘信息e1；分段处理部33，其使用由边缘修正部32修正所得到的修正边缘e2来生成用于确定差分图像50中的骨区域的范围的分段信息；骨密度测定部，其对通过所述分段信息确定的骨区域进行骨密度测定；存储部23，其存储x射线图像和分段信息；以及叠加处理部39，其使在过去的骨密度测定中存储的分段信息叠加于透视像40。
[0142]
根据该结构，在骨密度测定中由分段处理部33生成分段信息，由存储部23存储分段信息。而且，在重新进行骨密度测定的情况下，读出在过去的骨密度测定中存储的分段信息，并将该信息叠加于在当前的骨密度测定中生成的透视像40上。
[0143]
分段信息是使用修正边缘e2获取到的用于确定关心骨区域f1的范围的信息，该修正边缘e2是通过修正边缘信息e1而得到的。基于操作者的精密的指示来修正为修正边缘e2，因此，修正边缘e2与被自动提取的边缘信息e1相比更准确地追踪了骨区域的轮廓。因此，通过一边参照叠加有过去得到的关心区域f1的当前的透视像40一边进行定位，能够迅速且准确地使当前的骨密度测定中的定位条件与过去的骨密度测定中的定位条件一致。
[0144]
另外，在本实施方式中，还具备特征部位鉴定部35，该特征部位鉴定部35对所确定的骨区域中的成为关心区域的指标的特征部位的位置信息进行鉴定，存储部23存储x射线图像、分段信息以及特征部位的位置信息，叠加处理部39使在过去的骨密度测定中存储的分段信息以及特征部位的位置信息叠加于透视像40。
[0145]
在该结构中，除了使通过过去的分段处理得到的信息叠加于在当前时间点的骨密度测定中生成的透视像以外，还使通过过去的鉴定处理得到的特征部位的位置信息叠加于在当前时间点的骨密度测定中生成的透视像。通过参照特征部位的位置信息，能够新得到在以往的结构中难以获取到的信息，且能够对根据以边缘信息为例的轮廓的信息难以判别的特性进行精密的判断。
[0146]
作为一例，在股骨的诊断中能够获取与腿部的内旋角度有关的精密的信息，在腰椎的诊断中能够获取与脊椎的变形情况有关的精密的信息。因此，通过一并参照特征部位
的位置信息，能够实现使当前进行的骨密度测定中的被检体的位置与过去进行的骨密度测定中的被检体的位置精密地一致的定位工序。
[0147]
<其它实施方式>
[0148]
此外，此次公开的实施例在所有方面均为例示而并非限制性的内容。本发明的范围包括权利要求书以及与权利要求书等同的意思和范围内的所有变更。作为例子，本发明能够如下面那样变形并实施。
[0149]
(1)在上述实施例中，鉴定特征部位的鉴定处理在分段处理之后进行，但不限于该结构，也可以在分段处理之前进行鉴定处理。
[0150]
(2)在上述实施例中，例示了以下结构：在步骤s2a所涉及的叠加处理中，作为分段信息，仅使关心骨区域f1叠加于透视像40a，但不限于此。作为一例，也可以使关心骨区域f1和基础区域f2这两者作为分段信息进行叠加。另外，也可以将通过分段处理得到的任意的信息叠加于透视像40a。
[0151]
(3)在上述实施例中，例示了以下结构：使在初次的骨密度测定中获取到的分段信息叠加于在第二次的骨密度测定中生成的透视像40a，但所叠加的信息不限于在最近的骨密度测定中获取到的信息。作为一例，在进行第三次的骨密度测定的情况下，叠加于透视像40a的信息既可以是在初次的骨密度测定中得到的信息，也可以是在第二次的骨密度测定中得到的信息。
[0152]
(4)在上述实施例中，作为骨密度测定的对象的部位不限于股骨或腰椎，也能够将本发明的结构应用于以任意的部位为测定对象的骨密度测定。
[0153]
(5)在上述实施例中，列举了在位置对准工序中通过控制摄像系统移动部13使摄像系统移动来使x射线照射场的位置变更的例子，但不限于此。即，作为调整被检体m与摄像系统的相对位置关系的结构的其它例子，也可以是具备使顶板3移动的顶板驱动部以使顶板3移动的结构。另外，也可以是使顶板3和摄像系统各自能够移动的结构。