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JPH09248292A - Diagnostic device and method for osteoporosis - Google Patents

Diagnostic device and method for osteoporosis

Info

Publication number
JPH09248292A
JPH09248292A JP8059376A JP5937696A JPH09248292A JP H09248292 A JPH09248292 A JP H09248292A JP 8059376 A JP8059376 A JP 8059376A JP 5937696 A JP5937696 A JP 5937696A JP H09248292 A JPH09248292 A JP H09248292A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
trabecular bone
osteoporosis
power spectrum
bone
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Withdrawn
Application number
JP8059376A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Wakasugi
潤一 若杉
Yukishige Yamakita
幸重 山北
Manabu Tanigawa
学 谷川
Hitoo Fukunaga
仁夫 福永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP8059376A priority Critical patent/JPH09248292A/en
Publication of JPH09248292A publication Critical patent/JPH09248292A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce time required for image analysis and to improve the accuracy of image analysis, by indicating the direction of bone trabecula, analyzing the bone trabecula image, and quantifying the result of the analysis. SOLUTION: When activation of a diagnostic program to measure a bone trabecula structure is inputted from a keyboard 11, a CPU 1 gives an instruction to a scanner 11 to take in image information of the bone part from a set X-ray film and stores it in a work area of a VRAM 5. Next, the image information is processed by filtering to eliminate the noise component in the image information. Following to that, as an operator instructs that he/she directly designates an area, the CPU 1 displays a map for area designated. By inputting an area number on the map, the operator instructs the bone trabecula direction to be the object of measurement to the CPU 1. The CPU 1 calculates a power spectrum value of the area shown by the instructed area number and further calculates a specific value of the bone trabecula structure in the instructed direction using the power spectrum value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、骨部のX線撮影画
像を画像分析して骨梁構造を定量化する骨粗しょう診断
装置および骨粗しょう診断方法に係わり、特に、骨梁方
向の取得や他の骨梁構造の状態の定量化を自動化するこ
とも可能とする技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for diagnosing osteoporosis and a method for diagnosing trabecular bone, which image-analyzes an X-ray image of a bone to quantify the trabecular bone structure, and particularly to obtain a trabecular direction The present invention relates to a technique that makes it possible to automate the quantification of the states of other trabecular structures.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、骨粗しょう症を発見する最も一般
的な方法は、骨部のX線撮影結果を医者が見て、骨粗し
ょう症の兆候が撮影結果に現れているかを判断してい
る。しかしながら、目視による判断は、長年の経験を要
し、医師が異なると、診断内容が異なってしまうことが
ある。骨の強度(骨折危険性)は、骨塩量や骨梁の走行
に関連があることが知られており、骨部の骨塩量や骨部
の骨梁構造の状態(例えば、骨梁の分布を定量化した数
値)を用いて骨粗しょう症を診断しようとする装置が提
案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, the most common method for discovering osteoporosis is for a doctor to see the result of X-ray photography of the bone part and judge whether the sign of osteoporosis appears in the result of photography. . However, the visual judgment requires many years of experience, and different doctors may have different diagnostic contents. Bone strength (fracture risk) is known to be related to bone mineral content and trabecular running, and the bone mineral content of bone and the condition of trabecular structure of bone (eg trabecular bone A device for diagnosing osteoporosis using a quantified distribution) has been proposed.

【0003】骨塩量の測定のためには特願平2─114
611号の骨部画像解析方法が提案されている。この方
法は骨塩リファレンスの濃度と骨部のX線撮影画像の濃
淡を対応づけておき、実際のX線撮影画像の濃度から骨
塩量を算出するという方法である。
Japanese Patent Application No. 2-114 for measuring bone mineral content
A bone image analysis method of No. 611 has been proposed. This method is a method in which the density of the bone mineral reference and the lightness of the X-ray image of the bone part are associated with each other, and the bone mineral content is calculated from the density of the actual X-ray image.

【0004】また、骨梁の程度を定量化する方法として
は、特開平6─133223号公報にその骨部画像解析
方法が提案されている。この方法ではX線撮影画像に対
してスぺクトラム解析を施し、その解析結果から縦横に
密な骨梁画像(細い線となって現れる画像)を検出する
と共にその密の度合いを骨梁構造の度合いの指標として
いる。他に、骨粗しょう症の診断に腰椎の骨塩量をDX
A法で計ることもなされている。
As a method for quantifying the degree of trabecular bone, Japanese Patent Laid-Open No. 6-133223 proposes a bone part image analysis method. In this method, a spectrum analysis is performed on an X-ray image, a vertical and horizontal dense trabecular image (an image that appears as a thin line) is detected from the analysis result, and the degree of the denseness is determined based on the trabecular structure. It is used as an index of the degree. In addition, the bone mineral content of the lumbar spine is used to diagnose osteoporosis.
It is also measured by method A.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このような提案により
骨塩量や骨梁構造を定量化することができ、目視よりも
正確に骨粗しょう症を診断することができるようになっ
てきた。
With such a proposal, the amount of bone mineral and the trabecular structure can be quantified, and osteoporosis can be diagnosed more accurately than by visual inspection.

【0006】しかしながら、以下の点において上記の提
案には未だなお改善の余地があった。第1には骨梁構造
は骨の部位によって異なり、上記提案においても述べら
れているように画像解析の対象が2次元平面の画像とな
るので、縦横あるいは斜めの骨梁画像を画像処理装置に
おいて自動認識するには時間がかかってしまう。換言す
ると、特定の部位の骨の骨梁構造を調べようとすると、
たとえば、1度、2度…、360度の傾斜を持つ細い線
を検出し、これらを相互に比較して最も輪郭の明確な線
を検出しなければならない。調査対象のX線撮影結果が
多いほど処理時間は長くなってしまう。加えて、骨塩量
および骨梁構造の測定方法は異なるので、双方を測定し
ようとするとさらに時間がかかってしまう。また、定量
化の精度も良好とは言えなかった。
However, the above proposal still has room for improvement in the following points. First, the trabecular bone structure differs depending on the bone site, and as described in the above proposal, the image analysis target is a two-dimensional plane image. It takes time to automatically recognize. In other words, when you try to examine the trabecular structure of the bone at a specific site,
For example, it is necessary to detect thin lines having inclinations of 1 degree, 2 degrees ... 360 degrees, and compare these lines with each other to detect the line having the clearest contour. The more X-ray results to be investigated, the longer the processing time. In addition, since the methods for measuring the amount of bone mineral and the trabecular bone structure are different, it takes more time to measure both. Also, the accuracy of quantification was not good.

【0007】また、第2には、前述したように骨梁構造
は骨の部位によって異なるため、診断を担当する医師等
は、診断装置に対して骨梁方向の情報を与えるために、
骨梁方向を指示入力する必要があった。このため、X線
撮影された画像データをその方向を正確にしながら、診
断装置に入力してやる必要があり装置操作は煩わしいも
のであった。
Secondly, since the trabecular bone structure differs depending on the bone site as described above, the doctor or the like in charge of diagnosis gives information on the trabecular direction to the diagnostic device.
It was necessary to specify the trabecular direction. For this reason, it is necessary to input the image data of the X-ray image to the diagnostic device while making the direction thereof accurate, and the device operation is troublesome.

【0008】そこで、本発明は、上述した点に鑑みて、
測定精度や処理時間の性能を向上させた、さらに具体的
には、骨梁方向の取得や他の骨梁構造の状態の定量化を
も自動で行い、骨粗しょう症診断の便宜に供する骨粗し
ょう症診断装置および骨粗しょう症診断方法を提供する
ことを目的とする。
Therefore, in view of the above points, the present invention is
With improved measurement accuracy and processing time, more specifically, it automatically acquires the trabecular direction and quantifies the state of other trabecular structures, and provides osteoporosis for the convenience of osteoporosis diagnosis. An object of the present invention is to provide a diagnosing apparatus for osteosis and an osteoporosis diagnosing method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項1の発明は、骨部のX線撮影結果から
得られる画像を画像解析して骨梁構造の状態を定量化す
る骨粗しょう症診断装置において、測定対象の骨梁の方
向を指示する指示手段と、当該指示された方向について
の骨梁画像を画像解析する画像処理手段と、当該画像解
析の結果を定量化する情報処理手段とを具えたことを特
徴とする。
In order to achieve such an object, the invention of claim 1 quantifies the state of the trabecular structure by image analysis of an image obtained from an X-ray imaging result of a bone part. In the osteoporosis diagnosing device, indicating means for instructing the direction of the trabecular bone to be measured, image processing means for image-analyzing the trabecular bone image in the indicated direction, and quantifying the result of the image analysis. And an information processing means.

【0010】請求項2の発明は、さらに、前記指示手段
は直接方向を指示することを特徴とする。請求項3の発
明は、請求項1の発明に加えて、前記指示手段は、骨部
の部位と、該部位に好適な前記方向とを関連付けたテー
ブル情報を有し、骨部の部位の形態で指示を外部から受
け付け、前記テーブル情報により骨部の部位を前記方向
に変換し、前記画像処理手段に指示することを特徴とす
る。
The invention of claim 2 is further characterized in that the instructing means directly instruct a direction. According to a third aspect of the present invention, in addition to the first aspect of the invention, the instructing means has table information in which a portion of a bone portion and the direction suitable for the portion are associated with each other, and a form of the portion of the bone portion is formed. Is received from the outside, the part of the bone part is converted to the direction according to the table information, and the image processing means is instructed.

【0011】請求項4の発明は、請求項1の発明に加え
て、前記画像処理手段は画像解析としてスペクトル解析
を実行し、前記指示手段はパワースペクトル分布領域を
部分的に指示することにより前記方向を指示することを
特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the first aspect of the invention, the image processing means executes a spectrum analysis as an image analysis, and the instructing means partially instruct a power spectrum distribution region. Characterized by indicating a direction.

【0012】請求項5の発明は、請求項1の発明に加え
て、指示されたパワースペクトル分布領域についてのパ
ワースペクトルの値を用いて、前記骨梁構造の特徴量を
計算することを特徴とする。
The invention of claim 5 is characterized in that, in addition to the invention of claim 1, the feature amount of the trabecular bone structure is calculated using the value of the power spectrum for the designated power spectrum distribution region. To do.

【0013】請求項6の発明は、請求項1の発明に加え
て、前記情報処理手段により定量化される特徴量と、骨
塩量の間に対応関係を定めておき、該対応関係を用いて
前記情報処理手段は骨塩量を取得することを特徴とす
る。
According to a sixth aspect of the invention, in addition to the first aspect of the invention, a correspondence relation is defined between the feature quantity quantified by the information processing means and the bone mineral content, and the correspondence relation is used. The information processing means acquires the amount of bone mineral.

【0014】請求項7の発明は、請求項1の発明に加え
て、前記情報処理手段により定量化される特徴量と、診
断内容の間に対応関係を定めておき、該対応関係を用い
て前記情報処理手段は診断内容を取得し、該診断内容を
表示する表示手段をさらに具えたことを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the first aspect of the invention, a correspondence relation is defined between the characteristic amount quantified by the information processing means and the diagnostic content, and the correspondence relation is used. It is characterized in that the information processing means further comprises display means for acquiring the diagnosis content and displaying the diagnosis content.

【0015】請求項8の発明は、骨部のX線撮影結果か
ら得られる画像を画像解析装置により画像解析して骨梁
構造の状態を定量化する骨粗しょう症診断方法におい
て、測定対象の骨梁の方向をパワースペクトル分布領域
の形態で前記画像解析装置に指示し、該画像処理装置で
当該指示された分布領域についてのパワースペクトルの
値を用いて骨梁構造の特徴量を計算することを特徴とす
る。
According to an eighth aspect of the present invention, in an osteoporosis diagnostic method for quantifying the state of trabecular bone structure by image analysis of an image obtained from an X-ray imaging result of a bone part by an image analyzer, the bone to be measured Instructing the direction of the beam to the image analysis device in the form of a power spectrum distribution region, and calculating the feature amount of the trabecular bone structure using the value of the power spectrum for the specified distribution region in the image processing device. Characterize.

【0016】また、本発明によれば、以下に示すような
態様の発明も提供される。即ち、上記目的を達成するた
めに、請求項9記載の骨粗しょう症診断装置は、骨部の
X線撮影画像が与えられると、該X線撮影画像を画像処
理して骨梁構造の状態を定量化する骨粗しょう症診断装
置であって、前記X線撮影画像に基づいて、骨梁構造の
状態を定量化する画像処理を行う画像処理手段と、該定
量化結果を参照し、定量化結果を少なくとも含む情報の
出力処理を行う出力手段とを備えるものである。
Further, according to the present invention, the inventions of the following aspects are also provided. That is, in order to achieve the above-mentioned object, the osteoporosis diagnostic device according to claim 9, when an X-ray image of a bone portion is given, image-processes the X-ray image to determine the state of the trabecular bone structure. An osteoporosis diagnosing device for quantifying, comprising image processing means for performing image processing for quantifying the state of trabecular bone structure based on the X-ray image, and a quantifying result with reference to the quantifying result. And an output unit that performs an output process of information including at least.

【0017】また、請求項10記載の骨粗しょう症診断
装置は、請求項9記載の装置に加え、前記定量化された
値と骨粗しょうの診断内容との対応関係を登録した記憶
手段を設け、前記出力手段は、前記記憶手段の登録内容
を参照して、得られた定量化結果に対応する診断内容を
出力する処理を行うことを特徴とする骨粗しょう症診断
装置である。
Further, the osteoporosis diagnosing device according to claim 10 is, in addition to the device according to claim 9, provided with a storage means for registering a correspondence relationship between the quantified value and the diagnosis content of osteoporosis. The output means is an osteoporosis diagnostic apparatus characterized by performing a process of outputting diagnostic content corresponding to the obtained quantification result with reference to registered content of the storage means.

【0018】さらに、請求項11記載の骨粗しょう症診
断装置は、請求項9および10のいずれかに記載の装置
において、前記画像処理手段は、骨梁構造の状態である
骨梁の方向を定量化するために、前記X線撮影画像に対
するパワースペクトル分布を示すための2次元周波数平
面を、動径を周波数、および、予め定めた基準軸からの
回転角度をパワースペクトル分布の存在方向とする極座
標で表現し、該極座標平面を、異なった回転角度と同一
の周波数範囲で規定される複数個の領域に分割し、各領
域毎にパワースペクトルの総和を演算する処理、およ
び、該演算結果がピークを示す領域に対応する回転角度
が示す方向に垂直な方向を骨梁の方向とする処理を行う
ことを特徴とする骨粗しょう症診断装置である。
Furthermore, the osteoporosis diagnosing device according to claim 11 is the device according to any one of claims 9 and 10, wherein the image processing means quantifies the direction of the trabecular bone in a state of trabecular bone structure. In order to realize the above, a two-dimensional frequency plane for showing the power spectrum distribution for the X-ray radiographed image is represented by polar coordinates in which the radius is the frequency and the rotation angle from the predetermined reference axis is the existence direction of the power spectrum distribution. , The polar coordinate plane is divided into a plurality of regions defined by different rotation angles and the same frequency range, and the process of calculating the sum of the power spectra for each region, and the calculation result is the peak The osteoporosis diagnosing device is characterized by performing a process in which a direction perpendicular to a direction indicated by a rotation angle corresponding to a region indicating is the direction of the trabecular bone.

【0019】さらにまた、請求項12記載の骨粗しょう
症診断装置は、請求項9および10のいずれかに記載の
装置において、前記画像処理手段は、骨梁構造の状態で
ある骨梁の強度を定量化するために、前記X線撮影画像
に対するパワースペクトル分布を示すための2次元周波
数平面を、動径を周波数、および、予め定めた基準軸か
らの回転角度をパワースペクトル分布の存在方向とする
極座標で表現し、該極座標平面を、異なった回転角度と
同一の周波数範囲で規定される複数個の領域に分割し、
各領域毎にパワースペクトルの総和を演算する処理、お
よび、該演算結果のピーク値とその両側に存在する極小
値とを求め、2つの極小値の平均値を該ピーク値で除算
した値を骨梁の強度とする処理を行うことを特徴とする
骨粗しょう症診断装置である。
Furthermore, the osteoporosis diagnosing device according to claim 12 is the device according to any one of claims 9 and 10, wherein the image processing means determines the strength of the trabecular bone in a trabecular structure. In order to quantify, the two-dimensional frequency plane for showing the power spectrum distribution for the X-ray radiographed image, the radius is the frequency, and the rotation angle from the predetermined reference axis is the existing direction of the power spectrum distribution. Expressed in polar coordinates, the polar coordinate plane is divided into a plurality of regions defined by different rotation angles and the same frequency range,
The process of calculating the sum of the power spectra for each region, the peak value of the calculation result and the minimum value existing on both sides of the peak value are obtained, and the average value of the two minimum values is divided by the peak value. The osteoporosis diagnostic device is characterized by performing processing with the strength of the beam.

【0020】また、請求項13記載の骨粗しょう症診断
装置は、請求項9および10のいずれかに記載の装置に
おいて、前記画像処理手段は、骨梁構造の状態である骨
梁の幅を定量化するために、前記X線撮影画像中の骨梁
の存在方向に垂直な方向のパワースペクトルの値を、極
座標関数F(f,θ)(但し、fは、周波数、θは、パ
ワースペクトル分布の存在方向に対応する回転角度)で
表現し、予め定めた周波数範囲f1からf2において、
Y=(Σf・F(f,θ))/ΣF(f,θ)(但し、
Σは、f1からf2までの総和を取ることを意味する)
を求め、求めたY(平均周波数)を骨梁の幅の指標とす
る処理を行う、ことを特徴とする骨粗しょう症診断装置
である。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the apparatus for diagnosing osteoporosis according to any one of the ninth and tenth aspects, the image processing means quantitatively determines the width of the trabecular bone in a state of trabecular bone structure. In order to realize the above, the value of the power spectrum in the direction perpendicular to the direction in which the trabecular bone exists in the X-ray radiographic image is represented by the polar coordinate function F (f, θ) (where f is frequency and θ is power spectrum distribution). The rotation angle corresponding to the existing direction of), and in a predetermined frequency range f1 to f2,
Y = (Σf · F (f, θ)) / ΣF (f, θ) (however,
Σ means to take the sum total from f1 to f2)
And the obtained Y (average frequency) is used as an index of the width of the trabecular bone.

【0021】さらに、請求項14記載の骨粗しょう症診
断装置は、請求項9および10のいずれかに記載の装置
において、前記画像処理手段は、骨梁構造の状態である
骨梁の幅を定量化するために、前記X線撮影画像中の骨
梁の存在方向に垂直な方向のパワースペクトルの値を、
極座標関数F(f,θ)(但し、fは、周波数、θは、
パワースペクトル分布の存在方向に対応する回転角度)
で表現し、予め定めた周波数範囲f5からf6に包含さ
れる、指定された周波数範囲f3からf4において、Z
=Σf・F(f,θ)/ΣF(f,θ)(但し、最初の
Σは、f3からf4までの総和、次のΣは、f5からf
6までの総和を取ることを意味する:f5≦f3<f4
≦f6)を求め、求めたZ(指定範囲周波数)を骨梁の
幅とする処理を行う、ことを特徴とする骨粗しょう症診
断装置である。
Further, the osteoporosis diagnosing device according to claim 14 is the device according to any one of claims 9 and 10, wherein the image processing means quantifies the width of the trabecular bone in a state of trabecular bone structure. In order to realize the above, the value of the power spectrum in the direction perpendicular to the direction in which the trabecular bone exists in the radiographic image,
Polar coordinate function F (f, θ) (where f is frequency and θ is
Rotation angle corresponding to the existence direction of the power spectrum distribution)
In the specified frequency range f3 to f4 included in the predetermined frequency range f5 to f6.
= Σf · F (f, θ) / ΣF (f, θ) (where the first Σ is the sum of f3 to f4, and the second Σ is f5 to f)
Means to sum up to 6: f5 ≦ f3 <f4
The osteoporosis diagnostic device is characterized in that ≦ f6) is obtained, and the obtained Z (specified range frequency) is used as the width of the trabecular bone.

【0022】また、請求項15記載の発明によれば以下
に示すような骨粗しょう症診断方法も提案される。即
ち、骨部のX線撮影画像が与えられると、該X線撮影画
像を画像処理して骨梁構造の状態を定量化する骨粗しょ
う症診断方法であって、骨梁構造の状態である骨梁の方
向を定量化するために、前記X線撮影画像に対するパワ
ースペクトル分布を示すための2次元周波数平面を、動
径を周波数、および、予め定めた基準軸からの回転角度
をパワースペクトル分布の存在方向とする極座標で表現
し、該極座標平面を、異なった回転角度と同一の周波数
範囲で規定される複数個の領域に分割し、各領域毎にパ
ワースペクトルの総和を演算して、該演算結果がピーク
を示す領域に対応する角度情報が示す方向に垂直な方向
を骨梁の方向とし、さらに、得られた骨梁方向と垂直方
向のパワースペクトル分布を用いて、他の骨梁構造の状
態を定量化する骨粗しょう症診断方法である。
According to the invention of claim 15, the following osteoporosis diagnostic method is also proposed. That is, it is a method for diagnosing osteoporosis in which, when an X-ray image of a bone is given, the X-ray image is image-processed to quantify the state of the trabecular bone structure. In order to quantify the direction of the beam, a two-dimensional frequency plane for showing the power spectrum distribution with respect to the X-ray radiographed image, a radius as a frequency, and a rotation angle from a predetermined reference axis as a power spectrum distribution Expressed in polar coordinates as the existence direction, the polar coordinate plane is divided into a plurality of regions defined by different rotation angles and the same frequency range, and the sum of power spectra is calculated for each region, and the calculation is performed. The direction perpendicular to the direction indicated by the angle information corresponding to the area where the result shows a peak is the direction of the trabecular bone, and using the obtained power spectrum distribution in the trabecular direction and the vertical direction, Quantify the condition It is an osteoporosis diagnostic method.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しつつ説明する。まず、第1の実施形態について説
明する。本実施形態は、請求項1乃至8記載の発明に対
応し、指示手段を操作することによって、画像解析の対
象となる骨梁画像の方向を指定可能とし、解析すること
が無意味な方向についての解析処理を行わなくてもすむ
ようにした点に主たる特徴がある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the first embodiment will be described. This embodiment corresponds to the invention described in claims 1 to 8, and by operating the pointing means, it is possible to specify the direction of the trabecular bone image that is the target of image analysis, and regarding the direction in which it is meaningless to analyze. The main feature is that it is not necessary to perform the analysis processing of.

【0024】図1は本発明を適用した骨粗しょう症診断
装置のシステム構成例を示す。図1において画像処理装
置10には一般的によく知られているパーソナルコンピ
ュータを用いることができる。本実施形態では本発明に
係わる回路を説明する。CPU1はROM2に格納され
たシステムプログラムに従って装置全体を制御する他、
ハードディスク記憶装置(HDD)4に格納された診断
プログラム内の画像解析プログラムに従って骨部画像を
解析し、骨梁構造を定量化し、また、骨塩量を取得す
る。さらにはこれらの取得データから上記診断プログラ
ムにより骨粗しょう症を診断することが可能である。H
DD4にはさらに本発明に係わるパワースペクトル領域
情報テーブル4Aおよび診断メッセージテーブル4Bが
格納されている。
FIG. 1 shows an example of system configuration of an osteoporosis diagnostic apparatus to which the present invention is applied. In FIG. 1, a generally well-known personal computer can be used as the image processing apparatus 10. In this embodiment, a circuit according to the present invention will be described. The CPU 1 controls the entire device according to the system program stored in the ROM 2,
The bone image is analyzed according to the image analysis program in the diagnostic program stored in the hard disk drive (HDD) 4, the trabecular bone structure is quantified, and the bone mineral content is acquired. Furthermore, it is possible to diagnose osteoporosis from the acquired data by the above-mentioned diagnostic program. H
The DD 4 further stores a power spectrum region information table 4A and a diagnostic message table 4B according to the present invention.

【0025】本実施形態ではスペクトル解析を施す領域
を骨部の部位毎に定め、その骨部の部位を示す情報と、
スペクトル解析の対象となる領域を示す情報との対応付
けを行っている。この対応関係がパワースペクトル領域
情報テーブル4Aに登録されている。また、画像解析の
結果得られる骨梁構造の特徴量に対応させて骨粗しょう
症の診断メッセージが文字コードの形態で各種診断メッ
セージテーブル4Aに格納されている。
In the present embodiment, a region to be subjected to spectrum analysis is determined for each bone part, and information indicating the bone part,
Correspondence is made with information indicating a region to be subjected to spectrum analysis. This correspondence is registered in the power spectrum region information table 4A. In addition, the diagnostic message of osteoporosis is stored in the various diagnostic message table 4A in the form of a character code corresponding to the feature amount of the trabecular bone structure obtained as a result of the image analysis.

【0026】RAM3はCPU1が実行する情報処理関
連データを一時記憶する。HDD4は上記プログラムや
テーブル情報の他、スキャナ14等から取り込まれた骨
部のイメージ情報を保存記憶することが可能である。V
RAM5はディスプレイ13に表示するイメージ情報や
画像解析の対象のイメージ情報を記憶する。表示用イメ
ージ情報が不図示のコントローラにより読み出され、デ
ィスプレイ13の表示画面に表示される。入出力インタ
フェース(I/O)6、7、8はそれぞれキーボード1
1(マウス12を含む)、ディスプレイ13、スキャナ
14と接続し、情報転送を行う。
The RAM 3 temporarily stores information processing related data executed by the CPU 1. The HDD 4 can save and store the image information of the bone part captured by the scanner 14 or the like in addition to the programs and table information. V
The RAM 5 stores the image information displayed on the display 13 and the image information of the image analysis target. The display image information is read by a controller (not shown) and displayed on the display screen of the display 13. Input / output interfaces (I / O) 6, 7 and 8 are keyboard 1 respectively
1 (including mouse 12), display 13 and scanner 14 are connected to transfer information.

【0027】キーボード11はCPU1に対する動作指
示や本発明に係わる画像解析についての情報(後述)を
入力する。この情報入力はマウス12の操作でディスプ
レイ画面上の表示情報を位置指定することによっても実
現される。ディスプレイ13は情報入力に係わる案内情
報、キーボード11からの入力情報、CPU1の処理結
果として得られる骨塩量、骨梁構造の特徴量等を表示す
る。スキャナ14はX線画像フィルムを読み取り、電気
信号の形態で濃淡を示す多値のイメージ情報を画像処理
装置10側に出力する。なお、I/O8にX線撮影装置
を接続したときはX線撮影装置自体から撮影結果が画像
処理装置10に出力される。
The keyboard 11 inputs an operation instruction to the CPU 1 and information (described later) about image analysis according to the present invention. This information input is also realized by operating the mouse 12 to position the display information on the display screen. The display 13 displays guidance information related to information input, input information from the keyboard 11, the amount of bone mineral obtained as a processing result of the CPU 1, the characteristic amount of trabecular bone structure, and the like. The scanner 14 reads the X-ray image film, and outputs multi-valued image information indicating light and shade in the form of an electric signal to the image processing apparatus 10 side. When the X-ray imaging apparatus is connected to the I / O 8, the X-ray imaging apparatus itself outputs the imaging result to the image processing apparatus 10.

【0028】このようなシステム構成で実行される骨部
の画像解析処理を説明する。診断プログラムの起動の指
示がキーボード11から入力されるとCPU1はHDD
4から診断プログラムをRAM3上にロードし、実行を
開始する。この診断プログラムの主処理手順を図2に示
す。CPU1はまず、メニュ−画面情報をVRAM5に
書き込むことによりディスプレイ13にメニュー画面を
表示させる(ステップS10)。本実施形態では、骨梁
構造の特徴量を測定するメニュー、さらに、骨塩量をも
付加して測定するメニュー、骨粗しょう症の診断を行う
メニューが用意されている。操作者は必要なメニューを
キーボード11を介して指示する。以下、メニュー毎の
CPU1の処理を説明することにする。なお、骨梁構造
の特徴量の測定処理は各メニュー共通に実行される。 A)骨梁構造の測定(ステップS30) このメニューの詳細手順を図3に示す。CPU1はスキ
ャナ14に指示を与え、セットされたX線フィルムから
骨部のイメージ情報を取り込みVRAM5のワーク(作
業)エリアに記憶する。次にCPU1はこのイメージ情
報に対してフィルタ処理を施してイメージ情報の中の雑
音成分(画像の読み取り中に紛れ込んだ雑音信号やX線
フィルム中の埃などの画像)を除去する。
The image analysis processing of the bone portion executed by such a system configuration will be described. When an instruction to activate the diagnostic program is input from the keyboard 11, the CPU 1 causes the HDD to
The diagnostic program is loaded onto the RAM 3 from 4, and the execution is started. The main processing procedure of this diagnostic program is shown in FIG. The CPU 1 first displays the menu screen on the display 13 by writing the menu screen information in the VRAM 5 (step S10). In this embodiment, a menu for measuring the characteristic amount of the trabecular bone structure, a menu for additionally measuring the amount of bone mineral, and a menu for diagnosing osteoporosis are prepared. The operator designates a necessary menu via the keyboard 11. The processing of the CPU 1 for each menu will be described below. The measuring process of the characteristic amount of the trabecular bone structure is executed in common for each menu. A) Measurement of trabecular bone structure (step S30) FIG. 3 shows the detailed procedure of this menu. The CPU 1 gives an instruction to the scanner 14 to take in the image information of the bone part from the set X-ray film and store it in the work area of the VRAM 5. Next, the CPU 1 filters this image information to remove noise components in the image information (noise signals mixed in during image reading, images such as dust in the X-ray film).

【0029】続いてCPU1はメニュー画面を表示させ
て、操作者の指示を受け付ける(ステップS100〜S
110)。このメニュー画面において後述の画像解析を
施す領域を直接、操作者が指示するか、あるいは、操作
者がX線フィルムの骨部の部位を指定するかを選択する
ための案内メッセージが表示される。直接、操作者が領
域指定する旨を指示すると、CPU1は例えば、図5に
示すような領域指定用のマップを表示させる。このマッ
プはパワースペクトルの分布領域を示すもので図中横方
向の領域1〜5が骨部の画像の中の縦方向の骨梁画像の
周波数成分領域を示す。また、図中縦方向の領域11〜
15が骨部の画像の中の横方向の骨梁画像の周波数成分
領域を示す。操作者はこの領域番号を入力することによ
りCPU1に対して測定対象の骨梁の方向を指示する
(ステップS120→S125)。
Subsequently, the CPU 1 displays a menu screen and accepts an instruction from the operator (steps S100 to S100).
110). On this menu screen, a guide message is displayed for selecting whether the operator directly designates a region to be subjected to image analysis, which will be described later, or the operator designates a bone portion of the X-ray film. When the operator directly gives an instruction to specify an area, the CPU 1 displays a map for area specification as shown in FIG. 5, for example. This map shows the distribution region of the power spectrum, and the regions 1 to 5 in the horizontal direction in the figure show the frequency component regions of the trabecular image in the vertical direction in the image of the bone part. In addition, the regions 11 to 11 in the vertical direction in the drawing
Reference numeral 15 indicates the frequency component region of the trabecular image in the lateral direction in the image of the bone part. The operator inputs the area number to instruct the CPU 1 of the direction of the trabecular bone to be measured (step S120 → S125).

【0030】CPU1は指示された領域番号の示す領域
についてのパワースペクトルの値を計算し、このパワー
スペクトルの値を用いて、上記指示例では次式により指
示された方向の骨梁構造の特徴量Xを求める。
The CPU 1 calculates the value of the power spectrum for the region indicated by the designated region number, and using this power spectrum value, in the above-mentioned example of instruction, the feature amount of the trabecular structure in the direction designated by the following equation. Find X.

【0031】[0031]

【数1】 ここで、i,jは指示された領域の番号であり、2種類
の方向が指示されていることを示す。また、Aiは領域
番号がiの重み係数であり、各領域について予め定めら
れている。なお、方向が複数指示された場合には各方向
毎の領域のパワースペクトルの値を累積していくことに
なる(ステップS150)。
[Equation 1] Here, i and j are numbers of the designated area, and indicate that two types of directions are designated. Further, Ai is a weighting coefficient of the area number i, which is predetermined for each area. When a plurality of directions are designated, the power spectrum value of the area for each direction is accumulated (step S150).

【0032】一方、操作者が骨部の部位を指定した場合
にはCPU1はHDD4のパワースペクトル領域情報テ
ーブル4Aから指示された骨部の部位に対応する領域番
号(図5参照)を取り出し、式1を用いて骨梁構造の特
徴量Xを計算する(ステップS130→S160)。こ
の計算結果はRAM3に一時格納される。 B)骨塩量の測定 骨塩量を得るためにやはり式1を用いるがこの場合、必
要に応じてパワースペクトル領域を指定し、重み付け係
数Ai,j...の値が骨塩量用のものに切り換えられ
るだけである(図2のステップS45)。このため、パ
ワースペクトルの値さえ得られると簡単に骨塩量の計算
ができることは理解されよう。参考のために、予め骨密
度(BMDの値)が判明している骨部を画像解析し、そ
の結果から得られた骨梁構造の特徴量とBMDの値との
相関関係を図6に示す。各部位の骨部についての相関関
係を取得しておけばこの相関関係から上記式1の係数A
iを決定することができる。 C)骨粗しょう症の診断 これまでの処理手順(ステップS30)で骨梁構造の特
徴量Xが計算されているので、CPU1は診断メッセー
ジテーブル4Bを参照して骨梁構造の特徴量に対応した
メッセージを取り出し、イメージに変換した後、VRA
M5に書き込む。
On the other hand, when the operator specifies the bone part, the CPU 1 retrieves the region number (see FIG. 5) corresponding to the instructed bone part from the power spectrum region information table 4A of the HDD 4 and formula The feature amount X of the trabecular bone structure is calculated using 1 (steps S130 → S160). The calculation result is temporarily stored in the RAM 3. B) Measurement of Bone Mineral Content Formula 1 is also used to obtain the bone mineral content, but in this case, the power spectrum region is designated as necessary, and the weighting factors Ai, j. . . The value of is simply switched to that for the amount of bone mineral (step S45 in FIG. 2). Therefore, it will be understood that the bone mineral content can be easily calculated even if the value of the power spectrum is obtained. For reference, a bone portion whose bone density (BMD value) is known in advance is subjected to image analysis, and the correlation between the feature amount of the trabecular bone structure and the BMD value obtained from the result is shown in FIG. . If the correlation of the bone part of each part is acquired, the coefficient A of the above equation 1 can be obtained from this correlation.
i can be determined. C) Diagnosis of osteoporosis Since the feature amount X of the trabecular bone structure has been calculated in the processing procedure (step S30) so far, the CPU 1 refers to the diagnostic message table 4B and corresponds to the feature amount of the trabecular bone structure. After extracting the message and converting it to an image, VRA
Write to M5.

【0033】併せて、CPU1はスキャナ14から取り
込んだ画像およびこの画像から目視診断するための案内
情報をHDD4からVRAM5の表示領域に転送するこ
とによりディスプレイ13上に図7に示すように表示さ
せる(図4のステップS200〜S220)。
At the same time, the CPU 1 transfers the image captured by the scanner 14 and the guide information for visual diagnosis from this image from the HDD 4 to the display area of the VRAM 5 to display it on the display 13 as shown in FIG. Steps S200 to S220 of FIG. 4).

【0034】ちなみに、図7において101はスキャナ
14から取り込んだ画像、102は診断基準用の説明で
あり、102Aは伊丹指数と呼ばれる骨梁構造の特徴量
に対応する骨梁のサンプル画像、102Bは特徴量とし
ての伊丹指数、102Cは伊丹指数に対応する骨梁構造
の状態を示す説明文である。103は本実施形態におい
てパワースペクトルの値で表した特徴量から定まる診断
内容である。
By the way, in FIG. 7, 101 is an image captured from the scanner 14, 102 is an explanation for diagnostic criteria, 102A is a sample image of trabecular bone corresponding to a feature amount of trabecular bone structure called Itami index, and 102B is The Itami index as a feature amount, and 102C are explanatory texts showing the state of the trabecular structure corresponding to the Itami index. Reference numeral 103 is diagnostic content determined from the feature amount represented by the value of the power spectrum in the present embodiment.

【0035】本発明によれば、本実施形態の他に次の形
態も実施できる。 1)画像解析の対象となる骨梁画像の方向の指定は、図
5に示すようなパワースペクトルの分布領域を用いるほ
かに、基準の方向に対する骨梁画像の方向の交差する角
度を数値で指示することもできる。 2)画像解析の結果から得られる骨梁構造の特徴量、骨
塩量を各種の指標値、例えば伊丹指数やその他の指数に
変換して表示してもよいことは言うまでもない。 3)本実施形態で得られる特徴量の表示形態は数値を用
いたりグラフを用いて程度を表示してもよいし、パター
ン図形の形態で表示することもできる。
According to the present invention, the following modes can be implemented in addition to this embodiment. 1) In order to specify the direction of the trabecular bone image to be image-analyzed, in addition to using the power spectrum distribution region as shown in FIG. 5, the angle at which the direction of the trabecular bone image intersects the reference direction is numerically indicated. You can also do it. 2) Needless to say, the feature amount and bone mineral content of the trabecular bone structure obtained from the result of the image analysis may be converted into various index values, for example, the Itami index and other indexes and displayed. 3) The display form of the feature amount obtained in the present embodiment may be displayed by using a numerical value or a graph, or may be displayed in the form of a pattern figure.

【0036】以上が、本発明の第1の実施形態の説明で
ある。次に、本発明にかかる第2の実施形態について説
明する。本実施形態は、請求項9以降に記載の発明に対
応し、指示手段を操作することなく、骨梁方向の取得や
他の骨梁構造の状態の定量化を自動で行い、骨粗しょう
症診断の便宜に供する装置を実現する点に特徴がある。
The above is the description of the first embodiment of the present invention. Next, a second embodiment according to the present invention will be described. The present embodiment corresponds to the inventions described in claims 9 and thereafter, and automatically acquires the trabecular direction and quantifies the states of other trabecular structures without operating the indicating means to diagnose osteoporosis. It is characterized in that it realizes a device for convenience of use.

【0037】本実施形態にかかる装置のハードウエア構
成は、図1にて示したシステム構成と同一のものを用い
ればよい。但し、HDD4内の診断プログラムや診断プ
ログラム内の画像解析プログラム等のソフトウエアを、
本実施形態にかかる処理を実行可能なように変更してお
けばよい。
The hardware configuration of the apparatus according to this embodiment may be the same as the system configuration shown in FIG. However, software such as the diagnostic program in the HDD 4 and the image analysis program in the diagnostic program
The processing according to this embodiment may be modified so that it can be executed.

【0038】また、本実施形態では、骨梁構造の状態と
して、骨梁の方向、骨梁の強度および骨梁の幅を求め、
これらの特徴量を定量化して診断を行うために、診断メ
ッセージテーブル4B内には、骨梁の方向、骨梁の強度
および骨梁の幅の夫々と、骨粗しょう症の進行レベル等
の診断メッセージとが対応づけて登録されている。
Further, in this embodiment, as the state of the trabecular structure, the direction of the trabecular bone, the strength of the trabecular bone and the width of the trabecular bone are obtained,
In order to quantify these characteristic quantities for diagnosis, each of the trabecular direction, the strength of the trabecular bone, the width of the trabecular bone, and the diagnostic messages such as the progression level of osteoporosis are stored in the diagnostic message table 4B. And are registered in association with each other.

【0039】診断メッセージの一例を図17に示す。図
17に示すように、骨梁の方向、骨梁の強度および骨梁
の幅の夫々に対して、診断内容として伊丹指数が予め定
められて登録されている。もちろん、診断メッセージの
登録例は、図17に示すものに限られない。
FIG. 17 shows an example of the diagnostic message. As shown in FIG. 17, the Itami index is predetermined and registered as the diagnosis content for each of the direction of the trabecular bone, the strength of the trabecular bone, and the width of the trabecular bone. Of course, the registration example of the diagnostic message is not limited to that shown in FIG.

【0040】さて、本実施形態の一連の処理について説
明する。図8は、診断プログラムが実行する処理手順を
フローチャートで示したものである。なお、診断プログ
ラムは、ディスプレイ13に対する表示処理を実行する
ソフトウエア、与えられた指示にしたがって各構成要素
の動作制御を行うプログラム等を少なくとも含んで構成
されている。
Now, a series of processes of this embodiment will be described. FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure executed by the diagnostic program. The diagnostic program includes at least software that executes display processing on the display 13, a program that controls the operation of each component according to a given instruction, and the like.

【0041】さて、操作者がキーボード11を介して装
置の起動命令を与えると、CPU1は、RAM3内の領
域に診断プログラムをロードして、ロードされた診断プ
ログラムにしたがった動作を行う。
When the operator gives a command to activate the device through the keyboard 11, the CPU 1 loads the diagnostic program into the area of the RAM 3 and operates according to the loaded diagnostic program.

【0042】まず、ステップS12において、CPU1
は、ディスプレイ13にメニュー画面を表示する。具体
的には、CPU1が、VRAM5内の領域に、メニュー
画面表示を行うための情報を格納することによって、デ
ィスプレイ13の表示画面上には骨粗しょう症の診断メ
ニューが表示される。
First, in step S12, the CPU 1
Displays a menu screen on the display 13. Specifically, the CPU 1 stores the information for displaying the menu screen in the area of the VRAM 5, so that the osteoporosis diagnosis menu is displayed on the display screen of the display 13.

【0043】本実施形態では、骨梁構造の状態を示す、
骨梁の方向、強度、幅の定量化を行い表示出力するメニ
ューである「骨梁構造の定量化を行うメニュー」、およ
び、定量化結果に基づいて骨粗しょう症の進行レベルを
表示出力するメニューである「骨粗しょう症の診断を行
うメニュー」の2つのメニューが用意されていて、ディ
スプレイ13には、これら2種類のメニューが表示され
る。
In this embodiment, the state of the trabecular structure is shown.
"Menu for quantifying trabecular structure", which is a menu for quantifying and displaying the direction, strength, and width of trabecular bone, and a menu for displaying and outputting the progression level of osteoporosis based on the quantification result There are two menus, “a menu for diagnosing osteoporosis”, and these two types of menus are displayed on the display 13.

【0044】次に、ステップS22において、操作者
は、キーボード11を介して所望のメニューを指示す
る。このとき、CPU1は、指示されたメニューの情報
を、例えば、RAM3のワークエリア内に格納してお
く。
Next, in step S22, the operator designates a desired menu via the keyboard 11. At this time, the CPU 1 stores the information of the instructed menu in the work area of the RAM 3, for example.

【0045】次のステップS32における、骨梁構造の
特徴量の計算処理は、CPU1が、骨梁構造の状態を示
す、骨梁の方向、強度、幅の定量化を行う処理であり、
いずれのメニューを選択しても実行される処理である。
なお、本処理は本発明の主要部であるので、後に詳細に
説明する。
The calculation process of the feature amount of the trabecular bone structure in the next step S32 is a process in which the CPU 1 quantifies the direction, strength and width of the trabecular bone, which shows the state of the trabecular bone structure,
This is a process that is executed regardless of which menu is selected.
Since this processing is a main part of the present invention, it will be described in detail later.

【0046】次に、ステップS42において、CPU1
は、骨粗しょう症の診断が必要か否かの判断を行う。具
体的には、CPU1は、以下の処理を行う。即ち、CP
U1は、RAM3内に格納しているメニュー情報を参照
して、指示したメニューが「骨梁構造の定量化を行うメ
ニュー」であれば、ステップS52に進んで、ステップ
S32で求めた、骨梁構造の特徴量である骨梁の方向、
強度や幅の定量化結果をディスプレイ13に表示出力し
て処理を終了する(エンド)。
Next, in step S42, the CPU1
Determines whether a diagnosis of osteoporosis is necessary. Specifically, the CPU 1 performs the following processing. That is, CP
The U1 refers to the menu information stored in the RAM 3, and if the instructed menu is the “menu for quantifying the trabecular bone structure”, the U1 proceeds to step S52 and determines the trabecular bone obtained in step S32. Direction of trabecular bone, which is a feature of the structure,
The quantification result of the intensity and the width is displayed and output on the display 13 and the process ends (end).

【0047】一方、指示したメニューが「骨粗しょう症
の診断を行うメニュー」であれば、ステップS43に進
んで、計測したデータ、即ち、定量化結果に基づいて、
骨粗しょう症の進行レベルを診断し、さらに、ステップ
S52に進んで、診断結果をディスプレイ13に表示出
力して処理を終了する(エンド)。
On the other hand, if the instructed menu is "a menu for diagnosing osteoporosis", the process proceeds to step S43, and based on the measured data, that is, the quantification result,
The progression level of osteoporosis is diagnosed, the process further proceeds to step S52, the diagnostic result is displayed and output on the display 13, and the process ends (end).

【0048】なお、ステップS43における処理を詳細
に記載すると、第1の実施形態と同様に図4に示すよう
になる。即ち、ステップS32において、既に骨梁構造
の特徴量が求まっているので、CPU1は、診断メッセ
ージテーブル4Bを参照して、対応する診断メッセージ
をHDD4から抽出して(ステップS200)、これを
イメージ情報に変換し(ステップS210)、VRAM
5に格納してディスプレイ13に表示出力する(ステッ
プS220)。この時、CPU1は、スキャナ14から
取り込んだ画像情報や骨粗しょう症診断に用いる案内情
報も、ディスプレイ13に表示しておくように構成して
おけばよい。
The process in step S43 will be described in detail as shown in FIG. 4 as in the first embodiment. That is, since the feature amount of the trabecular bone structure has already been obtained in step S32, the CPU 1 refers to the diagnostic message table 4B, extracts the corresponding diagnostic message from the HDD 4 (step S200), and extracts it from the image information. To the VRAM (step S210)
It stores in 5 and displays on the display 13 (step S220). At this time, the CPU 1 may be configured to display the image information captured by the scanner 14 and the guide information used for osteoporosis diagnosis on the display 13.

【0049】第1の実施形態と同様に、図7には、この
ような表示が行われた際の表示画面の様子を示してお
り、101は、スキャナ14から取り込んだ画像情報
(骨部画像)、また、102は、骨粗しょう症診断に用
いる案内情報であり、該案内情報102は、伊丹指数と
称される骨梁情報の特徴量に対応する骨梁画像の5個の
サンプル(102A)、各サンプルに対応する伊丹指数
(102B)、および、各伊丹指数に対応する骨梁構造
の状態の説明メッセージ(102C)からなる。そし
て、103は、ステップS42において得られた診断メ
ッセージである(診断名)。
Similar to the first embodiment, FIG. 7 shows a state of the display screen when such a display is performed. Reference numeral 101 denotes image information (bone image) captured by the scanner 14. ), 102 is guide information used for osteoporosis diagnosis, and the guide information 102 is five samples (102A) of trabecular bone images corresponding to the feature amount of trabecular bone information called Itami index. , Itami index (102B) corresponding to each sample, and an explanation message (102C) of the state of the trabecular structure corresponding to each Itami index. And 103 is a diagnostic message (diagnosis name) obtained in step S42.

【0050】このように、診断メッセージと診断に用い
る案内情報等を同一画面上に表示することにより、診断
の便宜が図られる。以上説明したように、図8に示した
一連の処理が行われることにより、骨梁構造の状態を示
す、骨梁の方向、強度、幅の定量化や骨粗しょう症の診
断が行われる。
In this way, by displaying the diagnostic message and the guide information used for the diagnostic on the same screen, the convenience of the diagnostic can be achieved. As described above, by performing the series of processes shown in FIG. 8, the direction, strength, and width of the trabecular bone, which indicates the state of the trabecular bone structure, are quantified and osteoporosis is diagnosed.

【0051】さて、次に、本発明の主要部である図8の
ステップS32の処理を、図面を参照しつつ説明する。
図9は、図8のステップS32の処理をさらに詳細に説
明するためのフローチャートである。
Now, the process of step S32 of FIG. 8, which is a main part of the present invention, will be described with reference to the drawings.
FIG. 9 is a flowchart for explaining the process of step S32 of FIG. 8 in more detail.

【0052】ステップS102においては、操作者がス
キャナ14にX線フィルムをセットし、キーボード11
を介してスキャナ14の起動指示を与えると、スキャナ
14は、セットされたX線フィルムから骨部の画像情報
を取得して、RAM3のワークエリアに格納すると共
に、VRAM5に格納して骨部の画像情報をディスプレ
イ13に表示する。
In step S102, the operator sets the X-ray film on the scanner 14 and the keyboard 11
When a start-up instruction for the scanner 14 is given via the scanner, the scanner 14 acquires image information of the bone part from the set X-ray film, stores it in the work area of the RAM 3, and stores it in the VRAM 5 to store the image of the bone part. The image information is displayed on the display 13.

【0053】なお、CPU1が、取得した画像情報に対
して、画像読み取り中に混入した不要な信号やX線フィ
ルムの埃等の雑音成分を除去するためにフィルタ処理を
施すように構成しておくことが好ましい。
It is to be noted that the CPU 1 is configured to filter the acquired image information in order to remove noise components such as unnecessary signals mixed in during image reading and dust on the X-ray film. It is preferable.

【0054】さらに、ステップS102では、後の解析
処理に必要なパラメータを入力するための案内画面の表
示を行う。なお、ここで入力するパラメータについて
は、後に説明する。
Further, in step S102, a guide screen for inputting parameters required for the subsequent analysis processing is displayed. The parameters input here will be described later.

【0055】次に、CPU1が行うステップS112、
122、132、142で行われる、骨梁構造の特徴量
である骨梁の方向の取得処理について説明する。 D─1)「骨梁方向取得」 まず、ステップS112において、操作者は、取得した
画像情報の内、解析対象とする領域を指定する。例え
ば、縦1200画素、横1200画素の画像情報がディ
スプレイ13に表示されている場合、最大で縦1200
画素、横1200画素となるように、所定の画素数で構
成される四角形領域を指定する。このような指定は、キ
ーボード11で縦、横の画素数および四角形領域の左上
点の位置座標を入力することにより行うことや、表示画
像内に四角形領域が形成されるようにマウス12を操作
して、左上点および右下点の位置をクリックして、該左
上点および該右下点が頂点となる四角形領域を解析対象
領域となる指定ができるように、診断プログラムを作成
しておけばよい。
Next, step S112 performed by the CPU 1,
The acquisition processing of the direction of the trabecular bone, which is the feature amount of the trabecular bone structure, performed at 122, 132, and 142 will be described. D-1) "Acquisition of trabecular direction" First, in step S112, the operator designates an area to be analyzed in the acquired image information. For example, when image information of 1200 pixels in the vertical direction and 1200 pixels in the horizontal direction is displayed on the display 13, a maximum of 1200 pixels in the vertical direction is displayed.
A quadrilateral region having a predetermined number of pixels is designated so that the number of pixels is 1200 pixels in the horizontal direction. Such designation is performed by inputting the number of vertical and horizontal pixels and the position coordinate of the upper left point of the rectangular area with the keyboard 11, or operating the mouse 12 so that the rectangular area is formed in the display image. Then, a diagnostic program may be created so that the quadrangle area having the upper left point and the lower right point as vertices can be designated as the analysis target area by clicking the positions of the upper left point and the lower right point. .

【0056】解析対象となる領域が指定された後、解析
対象領域に対して2次元フーリエ変換を行いパワースペ
クトルを求めることになるが、本実施形態では、パワー
スペクトル分布を示すための2次元平面を、パワースペ
クトル分布の存在方向に対応する回転角度とパワースペ
クトル分布の周波数で規定される複数の領域に分割する
ことを考える。これについて図10を参照して説明す
る。なお、2次元フーリエ変換を行いパワースペクトル
を求めること自体は、公用の技術であり、本発明におい
て特殊な工夫をしていないので説明は省略する。また、
CPU1は、画素毎のパワースペクトルの値をRAM3
に格納しておく。
After the area to be analyzed is designated, the two-dimensional Fourier transform is performed on the area to be analyzed to obtain the power spectrum. In this embodiment, the two-dimensional plane for showing the power spectrum distribution is obtained. Consider dividing into a plurality of regions defined by the rotation angle corresponding to the existing direction of the power spectrum distribution and the frequency of the power spectrum distribution. This will be described with reference to FIG. It should be noted that obtaining the power spectrum by performing the two-dimensional Fourier transform is a publicly-used technique, and since no special device has been devised in the present invention, description thereof will be omitted. Also,
The CPU 1 stores the value of the power spectrum of each pixel in the RAM 3
To be stored.

【0057】図10は、パワースペクトル分布を示すた
めの2次元平面である極座標平面を示したものであり、
エリア1からNまでで構成されている。パワースペクト
ルの大きさを表す座標軸は図示していないが、図示する
とすれば、紙面に垂直な方向にパワースペクトルの大き
さを示す座標軸が設定される。
FIG. 10 shows a polar coordinate plane which is a two-dimensional plane for showing the power spectrum distribution.
It is composed of areas 1 to N. Although the coordinate axis showing the magnitude of the power spectrum is not shown, if it is shown, the coordinate axis showing the magnitude of the power spectrum is set in the direction perpendicular to the paper surface.

【0058】図10は、パワースペクトル分布を示す2
次元周波数平面を、いわば極座標系で表現したものであ
り、点Oが原点、動径方向がパワースペクトル分布の周
波数、回転方向がパワースペクトル分布の存在方向に対
応する角度情報に対応している。なお、2次元画像のパ
ワースペクトル分布は、点Oに関して点対称となる性質
を有していることから、図10に示すように、角度が0
度から180度でのスペクトル分布を考えれば十分であ
る。
FIG. 10 shows a power spectrum distribution 2
The dimensional frequency plane is expressed in a polar coordinate system, so that the point O corresponds to the origin, the radial direction corresponds to the frequency of the power spectrum distribution, and the rotation direction corresponds to the angle information corresponding to the existence direction of the power spectrum distribution. Since the power spectrum distribution of the two-dimensional image has a property of being point-symmetric with respect to the point O, as shown in FIG.
It is sufficient to consider the spectral distribution from 180 to 180 degrees.

【0059】なお、ステップS122では、領域の数N
(「角度方向の分割数」とも称する)と、最低周波数か
ら最高周波数までのうちで指定した所定の周波数範囲で
ある周波数指定範囲(図10の指定範囲)の2つのパラ
メータを、操作者が入力する。
In step S122, the number of areas N
The operator inputs two parameters (also referred to as “the number of divisions in the angular direction”) and a frequency designation range (designation range in FIG. 10) that is a predetermined frequency range designated from the lowest frequency to the highest frequency. To do.

【0060】ステップS132では、まず、ステップS
112で指定された解析対称領域の2次元画像データに
対して2次元フーリエ変換を行いパワースペクトルを求
める。CPU1は、後の処理のために求めたパワースペ
クトルを、RAM3のワークエリアに格納しておく。
In step S132, first, in step S132
A two-dimensional Fourier transform is performed on the two-dimensional image data in the analysis symmetric region designated by 112 to obtain a power spectrum. The CPU 1 stores the power spectrum obtained for the subsequent processing in the work area of the RAM 3.

【0061】さて、求められたパワースペクトルの分布
は、縦方向の周波数を示すX軸、横方向の周波数を示す
Y軸、および、パワースペクトルの大きさを示すZ軸か
らなる座標系で表現されることを考えると理解が容易で
あるが、本実施形態は、該パワースペクトルの分布を、
動径方向がスペクトル分布の周波数に対応し、回転方向
がスペクトル分布の存在方向に対応する、所定の基準軸
からの回転角度に対応させた極座標でも表現しうる点に
注目して、骨梁構造の特徴量を求めるものである。
The distribution of the obtained power spectrum is represented by a coordinate system composed of an X axis showing the frequency in the vertical direction, a Y axis showing the frequency in the horizontal direction, and a Z axis showing the magnitude of the power spectrum. Although it is easy to understand considering that, in the present embodiment, the distribution of the power spectrum is
Trabecular structure, paying attention to the fact that the radial direction corresponds to the frequency of the spectrum distribution, and the rotation direction corresponds to the existence direction of the spectrum distribution, and can be expressed by polar coordinates corresponding to the rotation angle from a predetermined reference axis. To obtain the feature amount of.

【0062】なお、RAM3のワークエリアを使用し
て、CPU1が直交座標系から極座標系へのパワースペ
クトル分布の変換を公知の数学公式を用いて行うよう
に、画像解析プログラムを作成しておけばよい。
If the image analysis program is prepared so that the CPU 1 uses the work area of the RAM 3 to convert the power spectrum distribution from the Cartesian coordinate system to the polar coordinate system using a known mathematical formula. Good.

【0063】そして、ステップS142では、次に、ス
テップS122で指定されたパラメータを用いて、パワ
ースペクトル分布を示すための2次元平面を分割する領
域を定める。
Then, in step S142, the parameters specified in step S122 are used to define a region into which the two-dimensional plane for indicating the power spectrum distribution is divided.

【0064】例えば、「N=10」、周波数指定範囲f
1からf2なるパラメータが入力されていたとすれば、
10個のエリアに分割されることになる。さらに、各エ
リアにおける、周波数指定範囲f1からf2で指定され
た範囲を「領域」として、各領域内に存在するパワース
ペクトルの大きさの総和を求める。具体的には、CPU
1は、RAM3内に格納されたデータを用いて、フーリ
エ変換によって画素毎のパワースペクトルの大きさを求
めることができるので、各領域を構成する画素のパワー
スペクトルの大きさを合計することによって、各領域に
おけるパワースペクトルの大きさの総和が求まる。この
パワースペクトルの大きさの総和を求める処理は、上述
のパラメータによれば、10個の各領域に対して行うこ
とになる。
For example, "N = 10", frequency designation range f
If the parameters 1 to f2 are input,
It will be divided into 10 areas. Further, the sum of the sizes of the power spectra existing in each area is obtained by setting the area specified by the frequency specified ranges f1 to f2 in each area as an “area”. Specifically, CPU
1, the data stored in the RAM 3 can be used to obtain the size of the power spectrum of each pixel by Fourier transform. Therefore, by summing the sizes of the power spectra of the pixels forming each region, The sum of the magnitudes of the power spectra in each area is obtained. The process of obtaining the total sum of the magnitudes of the power spectra is performed for each of the 10 regions according to the above parameters.

【0065】そして、総和がピークを示す領域に対応す
る回転角度に対する方向と垂直な方向を、骨梁の方向と
する。これは、フーリエ変換は、その解析方向(フーリ
エ変換を行う方向)と垂直な方向に存在する画像のパワ
ースペクトルの大きさを求めるという数学的意味がある
からである。この様子を、図11を参照して説明する。
このグラフは、縦方向(実空間)および横方向(実空
間)に骨梁が存在する部位の例として、互いに垂直な横
筋(実空間で横方向に存在する)、縦筋(実空間で縦方
向に存在する)からなっている腰椎を解析対象としたも
のである。
The direction perpendicular to the rotation angle corresponding to the region where the sum total shows a peak is the direction of the trabecular bone. This is because the Fourier transform has a mathematical meaning of obtaining the magnitude of the power spectrum of the image existing in the direction perpendicular to the analysis direction (direction in which the Fourier transform is performed). This situation will be described with reference to FIG.
This graph shows horizontal lines (horizontal in the real space) and vertical lines (vertical in the real space) that are perpendicular to each other as an example of the parts where the trabecular bone exists in the vertical direction (real space) and the horizontal direction (real space). Existing in the direction) is the analysis target of the lumbar spine.

【0066】図11は、横軸を角度情報、縦軸を強度
(各領域のパワースペクトル総和値)としたグラフであ
る。横軸の角度情報は、0度から角度が増加している
が、これは、図10における、領域1、領域2、…、領
域Nに対する角度に対応している。
FIG. 11 is a graph in which the horizontal axis represents angle information and the vertical axis represents intensity (sum of power spectra in each region). The angle information on the horizontal axis increases from 0 degrees, which corresponds to the angles with respect to region 1, region 2, ..., N in FIG.

【0067】したがって、90度方向のピークは横筋
(横方向の骨梁)によるものであり、180度(0度)
方向のピークは縦筋(縦方向の骨梁)によるものであ
る。なお、0度近辺にも縦筋のピークが現れるのは、前
述したような2次元フーリエ変換によって求めたパワー
スペクトルの点対称性に起因している。
Therefore, the peak in the 90 degree direction is due to the transverse muscle (transverse trabecular bone) and is 180 degrees (0 degree).
The directional peaks are due to the longitudinal streaks (vertical trabeculae). The vertical streak peak appears near 0 degree because of the point symmetry of the power spectrum obtained by the two-dimensional Fourier transform as described above.

【0068】また、骨部が存在する部位によっては、骨
梁の方向が縦方向や横方向ではなく、斜め方向の場合も
あるが、この場合においても、パワースペクトルの領域
での総和のピーク値の方向と垂直な方向を求めて、骨梁
の方向を取得することができる。
Further, depending on the part where the bone part exists, the trabecular direction may not be the longitudinal direction or the lateral direction but may be the oblique direction. In this case as well, the peak value of the total sum in the power spectrum region is obtained. The direction of the trabecular bone can be obtained by obtaining the direction perpendicular to the direction of.

【0069】以上のような処理によって、骨梁の方向を
自動的に取得できることになる。なお、CPU1は、診
断等に用いるため骨梁方向の情報をRAM3のワークエ
リアに格納するか、または、VRAM5に格納してディ
スプレイ13に表示する。
With the above processing, the direction of the trabecular bone can be automatically acquired. The CPU 1 stores the information on the trabecular direction in the work area of the RAM 3 for use in diagnosis or the like, or stores it in the VRAM 5 and displays it on the display 13.

【0070】次に、ステップS152でCPU1が行
う、骨梁構造の特徴量である骨梁の強度情報の取得処理
について説明する。 D−2)「骨梁強度情報取得」 図11を参照しつつ骨梁の強度の定量化について説明す
る。
Next, the process of acquiring the strength information of the trabecular bone, which is the characteristic amount of the trabecular structure, which is executed by the CPU 1 in step S152 will be described. D-2) “Acquisition of Trabecular Strength Information” The quantification of trabecular strength will be described with reference to FIG. 11.

【0071】なお、骨梁の強度とは、その本数および幅
に関連した値であり、本数が多く、幅が太いほど強度は
強くなる。既に説明したように、図11は、横軸を角度
情報、縦軸を強度(各領域のパワースペクトル総和値)
としたグラフであり、互いに垂直な横筋、縦筋からなる
腰椎を解析対象としている。
The strength of the trabecular bone is a value related to the number and width of the trabecular bone. The larger the number and the wider the width, the stronger the strength. As described above, in FIG. 11, the horizontal axis represents angle information and the vertical axis represents intensity (sum of power spectra in each region).
Is a graph in which the lumbar spine, which is composed of transverse and vertical muscles perpendicular to each other, is the analysis target.

【0072】グラフの縦軸で示す強度(パワースペクト
ル総和値)は、角度変化に対してピーク値と極小値を有
しながら変化している。今、一般化するため、ピーク値
を「MAX」、ピーク点の両側に存在する一方の極小値
を「MIN1」、他方の極小値を「MIN2」とする。
これを式で示すと以下のようになる。即ち、 MAX=ピーク値 MIN1=ピーク点の両側に存在する一方の極小値 MIN2=ピーク点の両側に存在する他方の極小値 となる。
The intensity (sum of power spectra) shown on the vertical axis of the graph changes while having a peak value and a minimum value with respect to a change in angle. For generalization, let us say that the peak value is "MAX", one minimum value existing on both sides of the peak point is "MIN1", and the other minimum value is "MIN2".
This is represented by the following equation. That is, MAX = peak value MIN1 = one local minimum value on both sides of the peak point MIN2 = other local minimum value on both sides of the peak point.

【0073】そして、骨梁の強度を一般式で以下のよう
に定量化する。 MIN=(MIN1+MIN2)/2 骨梁の強度=MAX/MIN このように、パワースペクトルの領域での総和のピーク
値とその両側に存在する極小値とを求め、該ピーク値を
2つの極小値の平均値で除算した値を骨梁の強度とする
処理を行う。
Then, the strength of the trabecular bone is quantified by the following general formula. MIN = (MIN1 + MIN2) / 2 Trabecular strength = MAX / MIN In this way, the peak value of the sum in the power spectrum region and the minimum values existing on both sides of the total value are obtained, and the peak value is divided into two minimum values. The value obtained by dividing the average value is used as the strength of the trabecular bone.

【0074】図11においては、腰椎の縦方向の骨梁、
横方向の骨梁に対して、2つのピーク値が生じており、
これらを夫々「MaxV」、「MaxH」とする。さら
に、縦、横方向の骨梁のピーク点の両側に存在する一方
の極小値、縦、横方向の骨梁のピーク点の両側に存在す
る他方の極小値を夫々「Min1」、「Min2」とす
る。これらを式で示すと以下のようになる。即ち、 MaxV=縦方向の骨梁のピーク値 MaxH=横方向の骨梁のピーク値 Min1=縦、横方向の骨梁の両側に存在する一方の極
小値 Min2=縦、横方向の骨梁の両側に存在する他方の極
小値 となる。
In FIG. 11, the longitudinal trabeculae of the lumbar spine,
There are two peaks for the trabecular bone in the lateral direction,
These are referred to as “MaxV” and “MaxH”, respectively. Further, one minimum value existing on both sides of the peak point of the trabecular bone in the vertical and horizontal directions and the other minimum value existing on both sides of the peak point of the trabecular bone in the vertical and horizontal directions are respectively “Min1” and “Min2”. And These can be expressed by the following equations. That is, MaxV = peak value of trabecular bone in the longitudinal direction MaxH = peak value of trabecular bone in the lateral direction Min1 = vertical, one local minimum value existing on both sides of the trabecular bone in the lateral direction Min2 = vertical trabecular value of the trabecular bone in the lateral direction It is the minimum value of the other existing on both sides.

【0075】したがって、図11に示した横方向の骨梁
の強度は、以下のようになる。 Min=(Min1+Min2)/2 横方向の骨梁の強度=MaxH/Min 一般に、パワースペクトル値が大きいほど、対応する周
波数の骨梁の存在状態が当該周波数を呈するように整然
としているため、Maxを骨梁の強度として定量化すれ
ば十分である。
Therefore, the strength of the trabecular bone in the lateral direction shown in FIG. 11 is as follows. Min = (Min1 + Min2) / 2 Transverse trabecular strength = MaxH / Min In general, the larger the power spectrum value, the more ordered the trabecular bones of the corresponding frequency are, so Max is set. It is sufficient to quantify it as the strength of the trabecular bone.

【0076】しかしながら、MAXが骨梁の強度を表す
パラメータとしこれを強度情報として採用してもよい
が、この値はX線撮影時の全体的な画像の明るさに比例
する値であるため、本実施形態では、この影響を除去す
るためにMINの値を基準にして骨梁の強度を定量化し
ている。
However, although MAX may be used as a parameter representing the strength of the trabecular bone and used as strength information, this value is a value proportional to the overall image brightness at the time of X-ray photography, In the present embodiment, in order to eliminate this effect, the strength of the trabecular bone is quantified based on the value of MIN.

【0077】また、骨部が存在する部位によっては、骨
梁の方向が縦方向や横方向ではなく、斜め方向の場合も
あるが、この場合においても、パワースペクトルの領域
における総和のピーク値とその両側に存在する極小値と
を求め、2つの極小値の平均値を該ピーク値で除算した
値を骨梁の強度とする処理を行うことによって、骨梁の
強度を測定することができる。
Depending on the part where the bone part exists, the direction of the trabeculae may not be the vertical direction or the horizontal direction but may be the oblique direction. Even in this case, the peak value of the sum in the region of the power spectrum is The strength of the trabecular bone can be measured by obtaining the minimum values existing on both sides of the minimum value and dividing the average value of the two minimum values by the peak value to obtain the strength of the trabecular bone.

【0078】図12に、実際の腰椎の骨梁画像の計測結
果例を示す。上述したように、腰椎は縦方向および横方
向に骨梁が存在するため、骨梁の強度が大きな場合、図
12(a)に示すように、0度(180度)および90
度近辺に強いピークが生じる。
FIG. 12 shows an example of measurement results of an actual trabecular bone image of the lumbar spine. As described above, since the trabecular bone exists in the lumbar spine in the longitudinal direction and the transverse direction, when the strength of the trabecular bone is high, as shown in FIG. 12A, 0 degrees (180 degrees) and 90 degrees are provided.
A strong peak occurs near this point.

【0079】これに対し、図12(b)に示す計測結果
においては、0度(180度)および90度近辺にピー
クが見られなく、骨梁の強度が小さい状態であることを
示している。
On the other hand, in the measurement results shown in FIG. 12 (b), no peaks are seen near 0 degree (180 degrees) and 90 degrees, indicating that the strength of the trabecular bone is low. .

【0080】以上のような処理によって、骨梁の強度情
報を定量化できることになる。なお、CPU1は、診断
等に用いるため骨梁強度の情報をRAM3のワークエリ
アに格納するか、または、VRAM5に格納してディス
プレイ13に表示する。
By the above processing, the strength information of the trabecular bone can be quantified. The CPU 1 stores the information on the trabecular strength in the work area of the RAM 3 or the VRAM 5 and displays it on the display 13 for use in diagnosis or the like.

【0081】次に、ステップS162でCPU1が行
う、骨梁構造の特徴量である骨梁の幅情報の取得処理に
ついて説明する。 D−3)「骨梁幅情報取得」 まず、前述した処理によって取得した骨梁方向に垂直な
方向のパワースペクトル分布を取得する。
Next, the acquisition process of the trabecular bone width information, which is the feature amount of the trabecular bone structure, performed by the CPU 1 in step S162 will be described. D-3) "Acquisition of Trabecular Width Information" First, the power spectrum distribution in the direction perpendicular to the trabecular direction acquired by the above-described processing is acquired.

【0082】このためには、CPU1は、ステップS1
32で求めた解析対象領域のパワースペクトルをRAM
3から獲得し、さらに、ステップS142で取得した骨
梁方向に垂直な方向のパワースペクトル分布を取得する
ように、画像解析プログラムを作成しておけばよい。
For this purpose, the CPU 1 executes the step S1.
RAM of the power spectrum of the analysis target area obtained in 32
The image analysis program may be created so as to acquire the power spectrum distribution in the direction perpendicular to the trabecular direction acquired in step S142.

【0083】図13に、このようにして取得したパワー
スペクトル分布の一例を示す。図13は、横軸に周波数
(以下、周波数は空間周波数を意味する)、縦軸にパワ
ースペクトルをとったグラフであり、周波数「5(本/
m)」近辺で、パワースペクトルが最大となる単峰性の
分布となっている。
FIG. 13 shows an example of the power spectrum distribution thus obtained. FIG. 13 is a graph in which the horizontal axis represents frequency (hereinafter, frequency means spatial frequency) and the vertical axis represents power spectrum.
m) ”, there is a unimodal distribution with the maximum power spectrum.

【0084】さて、今、以下の式で定義されるY、Zを
夫々、「平均周波数」、「指定範囲周波数」と称し、こ
れらを骨梁の幅を定量化する値とする。なお、「指定範
囲周波数」に100を乗じて100分率の計算を行って
いるが、これは後の説明の便宜のためであり、必ずしも
100を乗じて「指定範囲周波数率」とする必要はな
い。
Now, Y and Z defined by the following equations are referred to as "average frequency" and "specified range frequency", respectively, and these are values for quantifying the width of the trabecular bone. It should be noted that although the "specified range frequency" is multiplied by 100 to calculate the 100-percentage, this is for the convenience of the later description, and it is not always necessary to multiply by 100 to obtain the "specified range frequency ratio". Absent.

【0085】なお、これらの値が骨梁の幅を示す指標と
なる理由については、後に説明する。
The reason why these values serve as an index showing the width of the trabecular bone will be described later.

【0086】[0086]

【数2】 但し、F(f,θ)は、パワースペクトル値を極座標で
表現した関数、fは、周波数である。また、θは、回転
角度であって、取得した骨梁方向における骨梁構造の情
報のスペクトル分布が現れる方向、例えば、取得した骨
梁方向に垂直な方向に対応する。なお、f1〜f2は、
Yを求めるために予め指定した周波数範囲である。
[Equation 2] However, F (f, θ) is a function expressing the power spectrum value in polar coordinates, and f is a frequency. Further, θ is a rotation angle, and corresponds to a direction in which the spectrum distribution of the trabecular structure information in the acquired trabecular direction appears, for example, a direction perpendicular to the acquired trabecular direction. In addition, f1 and f2 are
It is a frequency range designated in advance to obtain Y.

【0087】[0087]

【数3】 但し、F(f,θ)は、パワースペクトル値を極座標で
表現した関数、fは、周波数である。また、θは、回転
角度あって、取得した骨梁方向における骨梁構造の情報
のスペクトル分布が現れる方向、例えば、取得した骨梁
方向に垂直な方向である。なお、f5〜f6やf3〜f
4は、Zを求めるために予め指定した周波数範囲であ
り、f3〜f4の範囲は、f5〜f6の範囲に含まれ
「f5≦f3<f4≦f6」なる関係がある。
(Equation 3) However, F (f, θ) is a function expressing the power spectrum value in polar coordinates, and f is a frequency. Further, θ is a rotation angle, and is a direction in which a spectrum distribution of the trabecular structure information in the acquired trabecular direction appears, for example, a direction perpendicular to the acquired trabecular direction. Note that f5 to f6 and f3 to f
Reference numeral 4 is a frequency range designated in advance to obtain Z, and the range of f3 to f4 is included in the range of f5 to f6 and has a relationship of “f5 ≦ f3 <f4 ≦ f6”.

【0088】このように計算された、平均周波数Y、指
定範囲周波数Zは骨梁の幅を定量化する指標となるが、
以下その理由について説明する。図14は、系列1から
系列3までの合計45枚の腰椎画像のグループのパワー
スペクトルを正規化した値の平均値をプロットとしたグ
ラフである。まず、これについて説明する。
The average frequency Y and the designated range frequency Z calculated in this way are indices for quantifying the width of the trabecular bone.
The reason will be described below. FIG. 14 is a graph in which an average value of normalized values of power spectra of a total of 45 lumbar spine image groups from series 1 to series 3 is plotted. First, this will be described.

【0089】系列1、2、3は、夫々、BMD(Bone M
ineral Density) の値が小さい15枚の腰椎画像、BM
Dの値が中くらいの15枚の腰椎画像、BMDの値が大
きい15枚の腰椎画像の3つのグループである。
Sequences 1, 2, and 3 are respectively BMD (Bone M
15 lumbar vertebra images with small ineral density, BM
These are three groups of 15 lumbar spine images with medium D values and 15 lumbar spine images with large BMD values.

【0090】なお、BMDは、単位体積当たりのミネラ
ルの多さを示し、骨の幅と関連のある値であって、外観
から見える骨梁の物理的な太さを示すデータではない。
まず、各系列(グループ)において、縦方向の骨梁情報
が現れる方向の周波数1〜14(本/解析対象画像サイ
ズ)でのパワースペクトル値の正規化を行う。
The BMD indicates the amount of minerals per unit volume, is a value related to the width of the bone, and is not the data indicating the physical thickness of the trabecular bone visible from the outside.
First, in each series (group), the power spectrum value is normalized at frequencies 1 to 14 (book / analysis target image size) in the direction in which the longitudinal trabecular bone information appears.

【0091】なお、ここでの正規化は、グループを構成
する15枚の各画像における各周波数1〜14でのパワ
ースペクトル値の総和を100として、各画像毎に、各
周波数1〜14でのパワースペクトル値を、パワースペ
クトルの総和で除算し100を掛けることにより行う。
In the normalization here, the sum of the power spectrum values at each frequency 1 to 14 in each of the 15 images forming the group is set to 100, and at each frequency 1 to 14 at each image. It is performed by dividing the power spectrum value by the sum of the power spectrum and multiplying by 100.

【0092】そして、この正規化した値を各グループで
平均して求めた平均値を、周波数ごとにプロットしたも
のが、図14に示すグラフである。図14では、系列1
を丸記号、系列2を四角記号、系列3を三角記号でプロ
ットしている。
The average value obtained by averaging the normalized values in each group is plotted for each frequency in the graph shown in FIG. In FIG. 14, series 1
Are plotted with circle symbols, Series 2 with square symbols, and Series 3 with triangular symbols.

【0093】図14を見て分かるように、周波数7〜1
4では、BMDの値が大きいほど、パワースペクトルの
値が大きくなっている。これは、周波数7〜14程度
の、一般には太めといえる骨梁が、BMDの値が大きい
ほど多く存在するためである。
As can be seen from FIG. 14, frequencies 7 to 1
In No. 4, the larger the BMD value, the larger the power spectrum value. This is because there are more trabecular bones with a frequency of about 7 to 14, which are generally thicker, as the BMD value increases.

【0094】したがって、BMDの値の大きさが、太め
の骨梁の多さ(各骨梁幅の大きさ)と相関関係があると
いえるため、BMDの値の大きさに対応して大きな値と
なる何らかの指標を導入して骨梁の幅を定量化するため
に、上記Y、Zを採用した。
Therefore, it can be said that the magnitude of the value of BMD has a correlation with the number of thick trabeculae (the magnitude of the width of each trabecular bone). Therefore, a large value corresponding to the magnitude of the value of BMD is obtained. The above Y and Z were adopted in order to quantify the width of the trabecular bone by introducing some kind of index.

【0095】図15に、BMDと平均周波数Yとの関係
例を示す説明図を示す。横軸はBMD、縦軸はf1=
1、f2=14として計算した平均周波数Xの値を示
す。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing an example of the relationship between the BMD and the average frequency Y. Horizontal axis is BMD, vertical axis is f1 =
The value of the average frequency X calculated as 1, f2 = 14 is shown.

【0096】本グラフを数値解析した結果、相関係数は
約0.60なり、BMDの値が大きくなると、平均周波数Y
が大きくなることが確認された。また、図16に、BM
Dと指定範囲周波数率Zとの関係例を示す説明図を示
す。
As a result of numerical analysis of this graph, the correlation coefficient becomes about 0.60, and when the value of BMD becomes large, the average frequency Y
Was confirmed to be large. In addition, in FIG.
An explanatory view showing an example of relation between D and designated range frequency rate Z is shown.

【0097】横軸はBMD、縦軸はf3=7、f4=1
4、f5=1、f6=14として計算した指定範囲周波
数率Zの値を示す。本グラフを数値解析した結果、相関
係数は約0.62となり、BMDの値が大きくなると、指定
範囲周波数率Zが大きくなることが確認された。なお、
上記f2、f6の値は上述した値に限られなく、これら
の値を大きくして高い周波数領域に対する計算を行い測
定精度を高めてもよいことは言うまでもない。
The horizontal axis is BMD, and the vertical axis is f3 = 7, f4 = 1.
The value of the specified range frequency ratio Z calculated as 4, f5 = 1 and f6 = 14 is shown. As a result of numerical analysis of this graph, it was confirmed that the correlation coefficient was about 0.62, and that the specified range frequency ratio Z increased as the value of BMD increased. In addition,
Needless to say, the values of f2 and f6 are not limited to the above-mentioned values, and may be increased to perform calculation in a high frequency region to improve measurement accuracy.

【0098】以上のように、平均周波数Yや指定範囲周
波数率Zは、BMDの値の大きさに対応して大きな値と
なり、骨梁の幅を定量化するための指標となる。即ち、
平均周波数や指定範囲周波数を求めることにより、骨梁
の幅の定量化を行える。
As described above, the average frequency Y and the designated range frequency ratio Z have large values corresponding to the magnitude of the BMD value, and serve as an index for quantifying the width of the trabecular bone. That is,
The width of the trabecular bone can be quantified by obtaining the average frequency and the specified range frequency.

【0099】なお、CPU1は、診断等に用いるため骨
梁幅の情報をRAM3のワークエリアに格納するか、ま
たは、VRAM5に格納してディスプレイ13に表示す
る。なお、本実施形態において、記憶手段は、HDD
4、出力手段は、ステップS52を少なくとも含むステ
ップ、、画像処理手段は、ステップS132、142、
152、162に対応し、また、請求項15記載の方法
は、図9に示すステップS132、142、152、1
62を含むステップに対応する。
The CPU 1 stores the trabecular width information in the work area of the RAM 3 for use in diagnosis or the like, or stores it in the VRAM 5 and displays it on the display 13. In this embodiment, the storage means is an HDD.
4. The output means includes at least step S52, and the image processing means includes steps S132 and 142,
The method according to claim 15 corresponds to steps 152, 162, and the steps S132, 142, 152, 1 shown in FIG.
Corresponding to the step including 62.

【0100】これまで説明してきたように、本発明によ
れば、骨梁構造の状態を示す、骨梁の方向、強度、幅の
定量化や骨粗しょう症の診断を自動的に行う装置および
方法を実現できる。
As described above, according to the present invention, the apparatus and method for automatically quantifying the direction, strength and width of the trabecular bone, which shows the state of the trabecular bone structure, and for diagnosing osteoporosis. Can be realized.

【0101】[0101]

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項1記載
の発明は、指示手段を介して画像解析の対象となる骨梁
画像の方向を指定することにより、解析することが無意
味な方向についての解析処理を行わなくてもすむように
なるため、画像解析時間の短縮化に寄与する。
As described above, according to the first aspect of the invention, it is meaningless to analyze by specifying the direction of the trabecular bone image to be image-analyzed through the indicating means. Since it is not necessary to perform the analysis processing for, the image analysis time can be shortened.

【0102】請求項2記載の発明によれば、指示手段の
操作により方向を直接指定可能となることから、部位の
異なる骨部画像を解析可能とし、画像解析精度の向上も
図れる。
According to the second aspect of the present invention, since the direction can be directly designated by operating the pointing means, it is possible to analyze the bone part images of different parts and improve the image analysis accuracy.

【0103】請求項3記載の発明によれば、骨部の部位
を指定することによって操作に不慣れな者でも診断を行
えるようになる。請求項4記載の発明によれば、方向の
指定にパワースペクトル分布領域を用いることにより方
向だけでなく周波数成分(画像の濃淡や線の大きさ)の
特徴を画像解析の対象とすることができる。
According to the third aspect of the present invention, a person who is unfamiliar with the operation can perform the diagnosis by designating the part of the bone part. According to the invention described in claim 4, by using the power spectrum distribution area for designating the direction, not only the direction but also the characteristics of the frequency component (shading of the image or the size of the line) can be targeted for image analysis. .

【0104】請求項5記載の発明によれば、特定方向の
骨梁画像の密度がパワースペクトルの値で示され、この
値を比較することにより骨粗しょう症の程度を判断する
ことができるようになる。請求項6記載の発明によれ
ば、骨梁構造の特徴量から骨塩量が簡単に導かれるの
で、これら2つの特徴量の取得時間が短縮される。
According to the invention of claim 5, the density of the trabecular image in a specific direction is indicated by the value of the power spectrum, and the degree of osteoporosis can be judged by comparing the values. Become. According to the invention described in claim 6, since the amount of bone mineral is easily derived from the feature amount of the trabecular structure, the acquisition time of these two feature amounts is shortened.

【0105】請求項7記載の発明によれば、骨梁構造の
特徴量は骨粗しょう症の程度を表すことから、診断内容
と対応づけることで、骨梁構造の特徴から診断内容を導
き出し、これにより情報処理装置を用いた骨粗しょう症
の診断が可能となる。
According to the invention of claim 7, the feature amount of the trabecular bone structure represents the degree of osteoporosis. Therefore, by associating it with the diagnostic contents, the diagnostic contents are derived from the features of the trabecular bone structure. This makes it possible to diagnose osteoporosis using an information processing device.

【0106】請求項8記載の発明によれば、画像解析時
間を短縮しつつ、かつ、バリエーションに富んだ画像解
析を実行することが可能になる。さらに、請求項9以降
の発明によれば、以下に示すような効果がある。
According to the invention described in claim 8, it is possible to perform image analysis rich in variations while shortening the image analysis time. Further, according to the inventions of claims 9 and thereafter, there are the following effects.

【0107】請求項9記載の発明によれば、画像処理手
段によって、自動的に骨梁構造の状態が定量化されるた
め、診断の便宜に供する骨粗しょう症診断装置が実現で
きる。また、請求項10記載の発明によれば、骨梁構造
の定量化された値は骨粗しょう症の程度を表すことか
ら、診断内容と対応づけることで骨粗しょう症の診断が
可能となる。
According to the ninth aspect of the present invention, since the state of the trabecular bone structure is automatically quantified by the image processing means, it is possible to realize an osteoporosis diagnosing device provided for the convenience of diagnosis. Further, according to the invention of claim 10, the quantified value of the trabecular bone structure represents the degree of osteoporosis, so that the osteoporosis can be diagnosed by associating it with the diagnosis content.

【0108】また、請求項11記載の発明によれば、画
像処理手段は、X線撮影画像に対するパワースペクトル
分布を示すための2次元周波数平面を、動径を周波数、
および、予め定めた基準軸からの回転角度をパワースペ
クトル分布の存在方向とする極座標で表現し、該極座標
平面を、異なった回転角度と同一の周波数範囲で規定さ
れる複数個の領域に分割し、各領域毎にパワースペクト
ルの総和を演算する処理、および、該演算結果がピーク
を示す領域に対応する角度情報が示す方向に垂直な方向
を骨梁の方向とする処理を行うことで、骨梁の方向を自
動的に取得可能な骨粗しょう症診断装置を実現できる。
According to the eleventh aspect of the present invention, the image processing means sets the two-dimensional frequency plane for showing the power spectrum distribution for the X-ray image to
Also, the rotation angle from a predetermined reference axis is expressed in polar coordinates with the existence direction of the power spectrum distribution, and the polar coordinate plane is divided into a plurality of regions defined by different rotation angles and the same frequency range. , A process of calculating the sum of power spectra for each region, and a process of setting the direction perpendicular to the direction indicated by the angle information corresponding to the region where the calculation result shows a peak to the direction of the trabecular bone, It is possible to realize an osteoporosis diagnostic device that can automatically acquire the direction of the beam.

【0109】さらに、請求項12記載の発明によれば、
画像処理手段は、X線撮影画像に対するパワースペクト
ル分布を示すための2次元周波数平面を、動径を周波
数、および、予め定めた基準軸からの回転角度をパワー
スペクトル分布の存在方向とする極座標で表現し、該極
座標平面を、異なった回転角度と同一の周波数範囲で規
定される複数個の領域に分割し、各領域毎にパワースペ
クトルの総和を演算する処理、および、該演算結果のピ
ーク値とその両側に存在する極小値とを求め、2つの極
小値の平均値を該ピーク値で除算した値を骨梁の強度と
する処理を行うことで、骨梁の強度情報を自動的に取得
可能な骨粗しょう症診断装置を実現できる。
Further, according to the invention of claim 12,
The image processing means uses a two-dimensional frequency plane for indicating the power spectrum distribution for the X-ray radiographed image in polar coordinates with the radius vector as the frequency and the rotation angle from the predetermined reference axis as the existence direction of the power spectrum distribution. Expressing, dividing the polar coordinate plane into a plurality of regions defined by different rotation angles and the same frequency range, calculating the sum of power spectra for each region, and the peak value of the calculation result And the minimum values existing on both sides of the trabecular bone are calculated, and the average value of the two minimum values is divided by the peak value to obtain the strength of the trabecular bone, thereby automatically acquiring the strength information of the trabecular bone. It is possible to realize a possible osteoporosis diagnostic device.

【0110】さらにまた、請求項13および14のいず
れかに記載の発明によれば、画像処理手段は、X線撮影
画像中の骨梁の存在方向に垂直な方向のパワースペクト
ルの値を、極座標関数F(f,θ)で表現し、これを用
いて平均周波数Yや指定範囲周波数Zを求めることによ
って、骨梁の幅情報を自動的に取得可能な骨粗しょう症
診断装置を実現できる。
Further, according to the invention described in any one of claims 13 and 14, the image processing means sets the value of the power spectrum in the direction perpendicular to the direction in which the trabecular bone exists in the X-ray radiographed image to polar coordinates. By expressing the function F (f, θ) and using it to calculate the average frequency Y and the specified range frequency Z, it is possible to realize an osteoporosis diagnostic device that can automatically acquire the width information of the trabecular bone.

【0111】また、請求項15記載の発明によれば、X
線撮影画像に対するパワースペクトル分布を示すための
2次元周波数平面を、動径を周波数、および、予め定め
た基準軸からの回転角度をパワースペクトル分布の存在
方向とする極座標で表現し、該極座標平面を、異なった
回転角度と同一の指定された周波数範囲で規定される複
数個の領域に分割し、各領域毎にパワースペクトルの総
和を演算して、該演算結果がピークを示す領域に対応す
る角度情報が示す方向に垂直な方向を骨梁の方向とし
て、骨梁の方向を自動取得可能とし、さらに、骨梁方向
やこれに垂直な方向のパワースペクトル分布を用いるこ
とによって、他の骨梁構造の状態を定量化する骨粗しょ
う症診断方法が実現される。
Further, according to the invention of claim 15, X
A two-dimensional frequency plane for showing a power spectrum distribution for a line image is represented by polar coordinates with a radius being a frequency and a rotation angle from a predetermined reference axis being a power spectrum distribution existence direction, and the polar coordinate plane Is divided into a plurality of regions defined by different rotation angles and the same specified frequency range, the sum of power spectra is calculated for each region, and the calculation result corresponds to the region showing a peak. The direction perpendicular to the direction indicated by the angle information is taken as the trabecular direction, and the direction of the trabecular bone can be automatically acquired. Furthermore, by using the power spectrum distribution of the trabecular direction and the direction perpendicular thereto, other trabecular bone An osteoporosis diagnostic method that quantifies the structural status is realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明にかかる実施形態のシステム構成を示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of an embodiment according to the present invention.

【図2】CPU1が実行する処理手順を示すフローチャ
ートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a processing procedure executed by a CPU 1;

【図3】CPU1が実行する処理手順を示すフローチャ
ートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure executed by a CPU 1.

【図4】CPU1が実行する処理手順を示すフローチャ
ートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure executed by the CPU 1.

【図5】方向の指示に用いる表示画面の一例を示す説明
図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a display screen used for designating a direction.

【図6】画像特徴量とBMDの値の相関関係を示す説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a correlation between image feature amounts and BMD values.

【図7】ディスプレイへの表示例を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a display example on a display.

【図8】第2の実施形態において、CPU1が実行する
処理手順を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure executed by the CPU 1 in the second embodiment.

【図9】骨梁構造の定量化を行う処理手順を示すフロー
チャートである。
FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure for quantifying a trabecular bone structure.

【図10】パワースペクトルを用いた演算処理を説明す
るための説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a calculation process using a power spectrum.

【図11】パワースペクトル分布の角度依存性の一例を
示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of angle dependence of a power spectrum distribution.

【図12】X線撮影画像から得た、パワースペクトル分
布の角度依存性の一例を示す説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of angle dependence of a power spectrum distribution obtained from an X-ray image.

【図13】ある骨梁方向と垂直な方向のパワースペクト
ル分布の一例を示す説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of a power spectrum distribution in a direction perpendicular to a trabecular direction.

【図14】実際のX線撮影画像から得た骨梁画像におい
て、骨梁情報が現れる方向のパワースペクトル分布の角
度依存性の一例を示す説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of angle dependence of a power spectrum distribution in a direction in which trabecular bone information appears in a trabecular bone image obtained from an actual X-ray image.

【図15】BMDと平均周波数との関係を示す説明図で
ある。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing the relationship between BMD and average frequency.

【図16】BMDと指定範囲周波数率との関係を示す説
明図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a relationship between a BMD and a designated range frequency ratio.

【図17】診断メッセージテーブルの一例の説明図であ
る。
FIG. 17 is an explanatory diagram of an example of a diagnostic message table.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 CPU 2 ROM 3 RAM 4 HDD 5 VRAM 6、7、8 I/O 10 画像処理装置 11 キーボード 13 ディスプレイ 14 スキャナ 1 CPU 2 ROM 3 RAM 4 HDD 5 VRAM 6, 7, 8 I / O 10 Image Processing Device 11 Keyboard 13 Display 14 Scanner

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷川 学 静岡県富士市鮫島2番地の1 旭化成工業 株式会社内 (72)発明者 福永 仁夫 岡山県倉敷市二子193−1 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Manabu Tanigawa 1 2-2 Samejima, Fuji City, Shizuoka Prefecture Asahi Kasei Corporation (72) Inventor Yoshio Fukunaga 193-1 Futako, Kurashiki City, Okayama Prefecture

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 骨部のX線撮影結果から得られる画像を
画像解析して骨梁構造の状態を定量化する骨粗しょう症
診断装置において、 測定対象の骨梁の方向を指示する指示手段と、 当該指示された方向についての骨梁画像を画像解析する
画像処理手段と、 当該画像解析の結果を定量化する情報処理手段とを具え
たことを特徴とする骨粗しょう症診断装置。
1. An osteoporosis diagnostic device for quantifying the condition of trabecular bone structure by image analysis of an image obtained from an X-ray image of a bone part, and an indicating means for indicating the direction of the trabecular bone to be measured. An osteoporosis diagnostic apparatus comprising: an image processing means for image-analyzing a trabecular bone image in the designated direction; and an information processing means for quantifying a result of the image analysis.
【請求項2】 前記指示手段は直接方向を指示すること
を特徴とする請求項1に記載の骨粗しょう症診断装置。
2. The osteoporosis diagnosing device according to claim 1, wherein the indicating means directly indicates a direction.
【請求項3】 前記指示手段は、骨部の部位と、該部位
に好適な前記方向とを関連付けたテーブル情報を有し、
骨部の部位の形態で指示を外部から受け付け、前記テー
ブル情報により骨部の部位を前記方向に変換し、前記画
像処理手段に指示することを特徴とする骨粗しょう症診
断装置。
3. The instructing means has table information in which a site of a bone part and the direction suitable for the site are associated with each other,
An osteoporosis diagnostic apparatus, which receives an instruction from the outside in the form of a part of a bone part, converts the part of the bone part into the direction according to the table information, and gives an instruction to the image processing means.
【請求項4】 前記画像処理手段は画像解析としてスペ
クトル解析を実行し、前記指示手段はパワースペクトル
分布領域を部分的に指示することにより前記方向を指示
することを特徴とする請求項1に記載の骨粗しょう症診
断装置。
4. The image processing unit executes spectral analysis as image analysis, and the instructing unit indicates the direction by partially instructing a power spectrum distribution region. Osteoporosis diagnostic device.
【請求項5】 指示されたパワースペクトル分布領域に
ついてのパワースペクトルの値を用いて、前記骨梁構造
の特徴量を計算することを特徴とする請求項4に記載の
骨粗しょう症診断装置。
5. The osteoporosis diagnosing device according to claim 4, wherein the feature amount of the trabecular bone structure is calculated using the value of the power spectrum for the designated power spectrum distribution region.
【請求項6】 前記情報処理手段により定量化される特
徴量と、骨塩量の間に対応関係を定めておき、該対応関
係を用いて前記情報処理手段は骨塩量を取得することを
特徴とする請求項1に記載の骨粗しょう症診断装置。
6. A correspondence relation is defined between a feature quantity quantified by the information processing means and a bone mineral content, and the information processing means acquires the bone mineral content using the correspondence relationship. The osteoporosis diagnostic device according to claim 1, wherein the device is an osteoporosis diagnostic device.
【請求項7】 前記情報処理手段により定量化される特
徴量と、診断内容の間に対応関係を定めておき、該対応
関係を用いて前記情報処理手段は診断内容を取得し、該
診断内容を表示する表示手段をさらに具えたことを特徴
とする請求項1に記載の骨粗しょう症診断装置。
7. A correspondence relation is defined between a feature quantity quantified by the information processing unit and a diagnosis content, and the information processing unit acquires the diagnosis content using the correspondence relation, and the diagnosis content is acquired. The osteoporosis diagnostic device according to claim 1, further comprising display means for displaying.
【請求項8】 骨部のX線撮影結果から得られる画像を
画像解析装置により画像解析して骨梁構造の状態を定量
化する骨粗しょう症診断方法において、 測定対象の骨梁の方向をパワースペクトル分布領域の形
態で前記画像解析装置に指示し、 該画像処理装置で当該指示された分布領域についてのパ
ワースペクトルの値を用いて骨梁構造の特徴量を計算す
ることを特徴とする骨粗しょう症診断装置の骨粗しょう
症診断方法。
8. An osteoporosis diagnostic method for quantifying the condition of trabecular bone structure by image analysis of an image obtained from an X-ray image of a bone part by an image analyzer, in which the direction of the trabecular bone to be measured is set to power. An osteoporosis characterized by instructing the image analysis device in the form of a spectral distribution region, and calculating the characteristic amount of the trabecular bone structure using the power spectrum value for the instructed distribution region in the image processing device Method for diagnosing osteoporosis in a diagnosing device for osteoporosis.
【請求項9】 骨部のX線撮影画像が与えられると、該
X線撮影画像を画像処理して骨梁構造の状態を定量化す
る骨粗しょう症診断装置であって、 前記X線撮影画像に基づいて、骨梁構造の状態を定量化
する画像処理を行う画像処理手段と、該定量化結果を参
照し、定量化結果を少なくとも含む情報の出力処理を行
う出力手段とを備える骨粗しょう症診断装置。
9. An osteoporosis diagnostic device for quantifying the state of trabecular bone structure by image-processing an X-ray image of a bone portion, the X-ray image being obtained. Based on, the osteoporosis comprising an image processing means for performing image processing for quantifying the state of trabecular structure and an output means for referring to the quantification result and outputting information including at least the quantification result Diagnostic device.
【請求項10】 請求項9において、さらに、前記定量
化された値と骨粗しょうの診断内容との対応関係を登録
した記憶手段を設け、 前記出力手段は、前記記憶手段の登録内容を参照して、
得られた定量化結果に対応する診断内容を出力する処理
を行うことを特徴とする骨粗しょう症診断装置。
10. The storage device according to claim 9, further comprising storage means for registering a correspondence relationship between the quantified value and the diagnosis content of osteoporosis, and the output means refers to the registration content of the storage means. hand,
An osteoporosis diagnostic device characterized by performing a process of outputting diagnostic content corresponding to the obtained quantification result.
【請求項11】 請求項9および10のいずれかにおい
て、 前記画像処理手段は、骨梁構造の状態である骨梁の方向
を定量化するために、前記X線撮影画像に対するパワー
スペクトル分布を示すための2次元周波数平面を、動径
を周波数、および、予め定めた基準軸からの回転角度を
パワースペクトル分布の存在方向とする極座標で表現
し、該極座標平面を、異なった回転角度と同一の周波数
範囲で規定される複数個の領域に分割し、 各領域毎にパワースペクトルの総和を演算する処理、お
よび、該演算結果がピークを示す領域に対応する回転角
度が示す方向に垂直な方向を骨梁の方向とする処理を行
う、ことを特徴とする骨粗しょう症診断装置。
11. The image processing unit according to claim 9, wherein the image processing unit indicates a power spectrum distribution for the X-ray image in order to quantify the direction of the trabecular bone, which is a state of trabecular bone structure. The two-dimensional frequency plane is expressed by polar coordinates in which the radius is the frequency and the rotation angle from the predetermined reference axis is the existence direction of the power spectrum distribution, and the polar coordinate plane is the same as the different rotation angles. Dividing into a plurality of regions defined by the frequency range, calculating the sum of the power spectrum for each region, and the direction perpendicular to the direction indicated by the rotation angle corresponding to the region where the calculation result shows a peak. An osteoporosis diagnostic device characterized by performing processing in the direction of the trabecular bone.
【請求項12】 請求項9および10のいずれかにおい
て、 前記画像処理手段は、骨梁構造の状態である骨梁の強度
を定量化するために、前記X線撮影画像に対するパワー
スペクトル分布を示すための2次元周波数平面を、動径
を周波数、および、予め定めた基準軸からの回転角度を
パワースペクトル分布の存在方向とする極座標で表現
し、該極座標平面を、異なった回転角度と同一の周波数
範囲で規定される複数個の領域に分割し、 各領域毎にパワースペクトルの総和を演算する処理、お
よび、該演算結果のピーク値とその両側に存在する極小
値とを求め、2つの極小値の平均値を該ピーク値で除算
した値を骨梁の強度とする処理を行う、ことを特徴とす
る骨粗しょう症診断装置。
12. The image processing means according to claim 9, wherein the image processing means indicates a power spectrum distribution for the X-ray image in order to quantify the strength of trabecular bone in a state of trabecular bone structure. The two-dimensional frequency plane is expressed by polar coordinates in which the radius is the frequency and the rotation angle from the predetermined reference axis is the existence direction of the power spectrum distribution, and the polar coordinate plane is the same as the different rotation angles. A process of dividing into a plurality of regions defined by a frequency range, calculating the sum of power spectra for each region, and obtaining a peak value of the calculation result and a minimum value existing on both sides of the peak value, and obtaining two minimum values. An osteoporosis diagnosing device, characterized in that a value obtained by dividing the average value by the peak value is used as the strength of the trabecular bone.
【請求項13】 請求項9および10のいずれかにおい
て、 前記画像処理手段は、骨梁構造の状態である骨梁の幅を
定量化するために、前記X線撮影画像中の骨梁の存在方
向に垂直な方向のパワースペクトルの値を、極座標関数
F(f,θ)(但し、fは、周波数、θは、パワースペ
クトル分布の存在方向に対応する回転角度)で表現し、
予め定めた周波数範囲f1からf2において、 Y=(Σf・F(f,θ))/ΣF(f,θ)(但し、
Σは、f1からf2までの総和を取ることを意味する)
を求め、求めたY(平均周波数)を骨梁の幅とする処理
を行う、ことを特徴とする骨粗しょう症診断装置。
13. The presence of trabecular bone in the radiographic image according to claim 9, wherein the image processing unit quantifies the width of the trabecular bone in a state of trabecular bone structure. The value of the power spectrum in the direction perpendicular to the direction is expressed by the polar coordinate function F (f, θ) (where f is the frequency and θ is the rotation angle corresponding to the existing direction of the power spectrum distribution),
In a predetermined frequency range f1 to f2, Y = (Σf · F (f, θ)) / ΣF (f, θ) (however,
Σ means to take the sum total from f1 to f2)
The osteoporosis diagnosing device characterized by performing the process of using the calculated Y (average frequency) as the width of the trabecular bone.
【請求項14】 請求項9および10のいずれかにおい
て、 前記画像処理手段は、骨梁構造の状態である骨梁の幅を
定量化するために、前記X線撮影画像中の骨梁の存在方
向に垂直な方向のパワースペクトルの値を、極座標関数
F(f,θ)(但し、fは、周波数、θは、パワースペ
クトル分布の存在方向に対応する回転角度)で表現し、
予め定めた周波数範囲f5からf6に包含される、指定
された周波数範囲f3からf4において、 Z=Σf・F(f,θ)/ΣF(f,θ)(但し、最初
のΣは、f3からf4までの総和、次のΣは、f5から
f6までの総和を取ることを意味する:f5≦f3<f
4≦f6)を求め、求めたZ(指定範囲周波数)を骨梁
の幅とする処理を行う、ことを特徴とする骨粗しょう症
診断装置。
14. The presence of trabecular bone in the radiographic image according to claim 9, wherein the image processing unit quantifies the width of the trabecular bone in a state of trabecular bone structure. The value of the power spectrum in the direction perpendicular to the direction is expressed by the polar coordinate function F (f, θ) (where f is the frequency and θ is the rotation angle corresponding to the existing direction of the power spectrum distribution),
In the specified frequency range f3 to f4 included in the predetermined frequency range f5 to f6, Z = Σf · F (f, θ) / ΣF (f, θ) (However, the first Σ is from f3 The sum up to f4, the next Σ means to take the sum from f5 to f6: f5 ≦ f3 <f
An osteoporosis diagnostic device, characterized in that 4 ≦ f6) is obtained, and the obtained Z (specified range frequency) is used as the width of the trabecular bone.
【請求項15】 骨部のX線撮影画像が与えられると、
該X線撮影画像を画像処理して骨梁構造の状態を定量化
する骨粗しょう症診断方法であって、 骨梁構造の状態である骨梁の方向を定量化するために、 前記X線撮影画像に対するパワースペクトル分布を示す
ための2次元周波数平面を、動径を周波数、および、予
め定めた基準軸からの回転角度をパワースペクトル分布
の存在方向とする極座標で表現し、該極座標平面を、異
なった回転角度と同一の周波数範囲で規定される複数個
の領域に分割し、 各領域毎にパワースペクトルの総和を演算して、該演算
結果がピークを示す領域に対応する角度情報が示す方向
に垂直な方向を骨梁の方向とし、 さらに、得られた骨梁方向と垂直方向のパワースペクト
ル分布を用いて、他の骨梁構造の状態を定量化する、骨
粗しょう症診断方法。
15. Given a radiographic image of the bone,
A method for diagnosing an osteoporosis in which the condition of trabecular bone structure is quantified by image-processing the radiographic image, wherein the X-ray radiograph is used to quantify the direction of trabecular bone in the condition of trabecular bone structure The two-dimensional frequency plane for showing the power spectrum distribution for the image is represented by polar coordinates in which the radius is the frequency and the rotation angle from the predetermined reference axis is the existing direction of the power spectrum distribution, and the polar coordinate plane is Divide into multiple regions defined by different rotation angles and the same frequency range, calculate the sum of the power spectra for each region, and the direction indicated by the angle information corresponding to the region where the calculation result shows a peak. A method for diagnosing osteoporosis, in which the direction of the trabecular bone is defined as a direction perpendicular to the trabecular bone and the state of other trabecular bone structures is quantified using the obtained power spectrum distribution in the trabecular direction and the vertical direction.
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