(57)【要約】【課題】大がかりな設備を用いることなく簡便に骨密度の測定を行うことを目的とする。【解決手段】容器２６は、側壁３０および底膜３２を備える。側壁３０は、Ｘ線のビーム形状に沿って、下方に向かうにつれて径を大きくした円筒形状を有する。側壁３０は、Ｘ線を遮蔽する材料で形成されている。側壁３０によって形成される下側の開口には底膜３２が設けられている。底膜３２は、Ｘ線を透過する変形可能な材料で形成されている。骨密度測定用アダプタ１８を被検体２４上に設けた際に、底膜３２は被検体２４の形状に合わせて変形し、被検体２４に密着する。骨密度測定用アダプタ１８の内部には、水平な液面が形成される程度の量の軟部組織等価液３４が収容されている。このような構成によって、厚さが一定の軟部組織によって骨が囲まれた状態と等価な状態が形成され、骨密度の測定が容易となる。【選択図】図３
2014079406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨および軟部組織からなる被検体上に設けられ、前記被検体に密着する底面を有し、内部に軟部組織等価物質としての液体が収容された容器を備え、
前記容器内において、水平な液面が形成され、前記被検体および前記液体を骨密度測定用Ｘ線が透過することを特徴とする骨密度測定用アダプタ。
【請求項２】
請求項１に記載の骨密度測定用アダプタにおいて、
前記容器は、変形可能な材料で形成され、前記底面を有する底膜を有することを特徴とする骨密度測定用アダプタ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の骨密度測定用アダプタにおいて、
前記容器は、Ｘ線を遮蔽する側壁を有することを特徴とする骨密度測定用アダプタ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の骨密度測定用アダプタにおいて、
前記骨密度測定用Ｘ線は、進行方向に向かって広がるビーム形状を有し、
前記容器は、前記ビーム形状に沿った形状の側壁を有することを特徴とする骨密度測定用アダプタ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の骨密度測定用アダプタにおいて、
前記容器の底面は、Ｘ線が透過する部分とＸ線が遮蔽される部分とを有することを特徴とする骨密度測定用アダプタ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の骨密度測定用アダプタにおいて、
前記容器が前記被検体としての被検者によって保持されることを特徴とする骨密度測定用アダプタ。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の骨密度測定用アダプタにおいて、
前記容器内に収容された少なくとも１つのＸ線減衰基準物を備えることを特徴とする骨密度測定用アダプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、骨密度測定用アダプタに関し、特に、Ｘ線を用いて被検体の骨密度を測定するためのアダプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
人体の骨の疾患として、骨塩の含有量が減少して骨強度が低下する骨粗鬆症がある。近年、多くの国においてその患者数が増加している。骨粗鬆症は、自覚症状が現れ難い疾患であるため、定期的な診断が望まれている。そのような骨粗鬆症等の骨の診断を行う装置として、Ｘ線によって骨密度の測定を行う骨密度測定装置が広く用いられている。骨密度測定装置は、Ｘ線発生器から発せられ被検体を透過したＸ線をＸ線検出器によって検出し、その検出結果に基づいて被検体の骨密度を測定する。
【０００３】
骨密度測定装置が骨密度を測定する方法には二重エネルギーＸ線吸収測定法（ＤＸＡ：Ｄｕａｌ  Ｘ−ｒａｙ  Ａｂｓｏｐｔｉｏｍｅｔｒｙ）、ＱＣＴ法（ＱＣＴ：Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ  Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏ−ｇｒａｐｈｙ）、単一エネルギーＸ線吸収測定法（ＳＸＡ：Ｓｉｎｇｌｅ  Ｘ−ｒａｙ  Ａｂｓｏｐｔｉｏｍｅｔｒｙ）等がある。
【０００４】
ＤＸＡ法は、エネルギーが異なる２種類のＸ線のそれぞれについて被検体のＸ線画像データを取得し、これらのＸ線画像データから骨塩分布データを求め、骨塩分布データに基づき骨密度を求めるものである。ＱＣＴ法は、ファントムと称される基準物体と共に被検体のＸ線画像データを取得するものである。Ｘ線画像データに含まれるファントムに対応するデータと、Ｘ線画像データに含まれる骨に対応するデータとに基づいて骨密度が測定される。ＳＸＡ法は、軟部組織中の骨を透過したＸ線のレベル、軟部組織のみを透過したＸ線のレベル、および、これらのＸ線の各進行路の幾何学的関係等に基づいて骨密度を求めるものである。ＳＸＡ法においては、一般に、必要な測定条件を成立させるため、手、足等の被検部位が測定用の液体に浸された状態で測定が行われる。
【０００５】
なお、特許文献１には、ＳＸＡ法を用いて骨塩量を求める装置が記載されている。この装置は、液状物を保持する水槽を備え、被検部位が液状物に浸された状態で骨塩量の測定を行う。特許文献２には、ＱＣＴ法に用いられるファントムが記載されている。このファントムは、被検体の組織と類似した材料と共に袋に封入されている。被検体の組織と類似した材料は、袋内に隙間なく充填されている。特許文献３には、キャリブレーションファントムが記載されている。このキャリブレーションファントムは、放射線不透過性の材料で形成され、透過性を段階的に異ならしめた複数の部分からなり、被検体と共にＸ線撮影される。そして、Ｘ線画像上における骨の画像と、キャリブレーションファントムの画像との比較に基づいて、骨密度が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２０６５６０号公報
【特許文献２】特表平８−５０３６３７号公報
【特許文献３】特表２００８−５０９７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＳＸＡ法に基づく骨密度測定装置では、一般に、被検部位が液体に浸された状態で測定が行われる。そのため、液体を収容し、被検部位を液体に浸すための水槽を設ける等、設備が大がかりになるという問題があった。
【０００８】
本発明は、大がかりな設備を用いることなく簡便に骨密度の測定を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、骨および軟部組織からなる被検体上に設けられ、前記被検体に密着する底面を有し、内部に軟部組織等価物質としての液体が収容された容器を備え、前記容器内において、水平な液面が形成され、前記被検体および前記液体を骨密度測定用Ｘ線が透過することを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、容器の底面が被検体に密着した状態で、容器内に水平な液面が形成される。これによって、容器内の液体と被検体とが伝搬媒質の観点から一体化され、被検体の下面が水平面とみなせる場合には、厚さが一定の軟部組織によって骨が囲まれた状態と等価な状態を形成することができる。したがって、骨密度測定用アダプタを被検体上に設けるという簡単な操作で、骨密度の測定を行うための条件を成立させることができる。
【００１１】
また、本発明に係る骨密度測定用アダプタは、望ましくは、前記容器は、変形可能な材料で形成され、前記底面を有する底膜を有する。
【００１２】
このような構成によれば、底膜が被検体の形状に合わせて自然変形する。したがって、被検体の表面の形状によらずに、容器の底面を被検体に密着させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る骨密度測定用アダプタは、望ましくは、前記容器は、Ｘ線を遮蔽する側壁を有する。
【００１４】
このような構成によれば、容器から横方向に放射される不要なＸ線が低減される。
【００１５】
また、本発明に係る骨密度測定用アダプタは、望ましくは、前記骨密度測定用Ｘ線は、進行方向に向かって広がるビーム形状を有し、前記容器は、前記ビーム形状に沿った形状の側壁を有する。
【００１６】
Ｘ線のビーム形状には、例えば、円錐形状、角推形状がある。このような構成によれば、Ｘ線の進行を妨げることなく容器の容積を低減することができ、容器が小型軽量化される。
【００１７】
また、本発明に係る骨密度測定用アダプタは、望ましくは、前記容器の底面は、Ｘ線が透過する部分とＸ線が遮蔽される部分とを有する。
【００１８】
このような構成によれば、骨密度の測定に寄与するＸ線の進行を妨げることなく、骨密度の測定に寄与しないＸ線の量を制限することができる。これによって、容器から被検体に放射されるＸ線の量が制限され、被検者の被曝量が低減される。
【００１９】
また、本発明に係る骨密度測定用アダプタは、望ましくは、前記容器が前記被検体としての被検者によって保持される。
【００２０】
このような構成によれば、骨密度測定用アダプタを支持するための装置は必ずしも必要とされない。例えば、骨密度を測定する部位に骨密度測定用アダプタを密着させ、被検者が両手で骨密度測定用アダプタを保持するといった使用方法が可能である。
【００２１】
また、本発明に係る骨密度測定用アダプタは、望ましくは、前記容器内に収容された少なくとも１つのＸ線減衰基準物を備える。
【００２２】
このような構成によれば、Ｘ線減衰基準物を被検体と共にＸ線撮影し、撮影された画像と骨の画像との比較に基づいて骨の診断を行うことができる。したがって、Ｘ線減衰基準物についての測定を別途行わなくてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、大がかりな設備を用いることなく簡便に骨密度の測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る骨密度測定システムを示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る骨密度測定用アダプタの斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る骨密度測定用アダプタの断面図である。
【図４】骨密度測定用アダプタを被検体に密着させた状態を示す図である。
【図５】測定状態を模式的に示す図である。
【図６】測定Ｘ線データによって示される測定画像を模式的に示す図である。
【図７】骨密度測定用アダプタ内の軟部組織等価液を軟部組織に置き換えた図である。
【図８】蓋および底膜のそれぞれの一部をＸ線透過領域とし、蓋および底膜のそれぞれの残りの領域をＸ線遮蔽領域とした骨密度測定用アダプタを示す図である。
【図９】容器を四角筒形状とした骨密度測定用アダプタを示す図である。
【図１０】Ｘ線減衰基準物が設けられた骨密度測定用アダプタを示す図である。
【図１１】骨密度測定用アダプタを保持する機構を備える骨密度測定システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１には、本発明の実施形態に係る骨密度測定システムが示されている。この図には、被検体２４の腰椎の骨密度を測定する状態が示されている。骨密度測定システムは、ブッキーテーブル１０、Ｘ線発生器１２、Ｘ線検出器１４、制御部１６および骨密度測定用アダプタ１８を備える。
【００２６】
ブッキーテーブル１０は、Ｘ線を透過する測定台２０、および測定台２０を支えるテーブル脚２２を備える。ブッキーテーブル１０の上方には、被検体２４が横たわる空間を隔ててＸ線発生器１２が設けられている。ブッキーテーブル１０の測定台２０の下方には、Ｘ線発生器１２に対向する位置にＸ線検出器１４が設けられている。Ｘ線検出器１４は水平な検出面１５を有し、検出面１５には複数のＸ線検出素子が配列されている。各Ｘ線検出素子がＸ線を検出し画素値を出力することで、検出面１５に到達したＸ線に基づくＸ線二次元分布データが生成される。Ｘ線検出器１４は、Ｘ線二次元分布データを制御部１６に出力する。
【００２７】
骨密度の測定に際して、被検体２４はブッキーテーブル１０の測定台２０上に仰向けに横たえられる。被検体２４としての被検者は、骨密度測定用アダプタ１８を腹部に密着させて両手で保持する。骨密度測定用アダプタ１８は、骨密度の測定条件を成立させるために用いられるものであり、具体的な構成については後述する。
【００２８】
なお、被検体２４が測定台２０上に横たえられたときに、被検体２４の背中側と測定台２０との間に隙間が生じる場合には、被検体２４の軟部組織と等価な液体が封入された液体袋を、その隙間に挿入してもよい。
【００２９】
Ｘ線発生器１２は、円錐形状、角錐形状等、末広がりのビーム形状を有するＸ線を下方に放射する。Ｘ線発生器１２から放射されたＸ線は、骨密度測定用アダプタ１８、被検体２４および測定台２０を透過し、Ｘ線検出器１４の検出面１５に到達する。Ｘ線検出器１４は、Ｘ線二次元分布データを生成し、制御部１６に出力する。制御部１６は、Ｘ線二次元分布データに基づいて被検体２４の骨密度を測定する。
【００３０】
次に、骨密度測定用アダプタ１８の具体的な構成について説明する。図２および図３には、骨密度測定用アダプタ１８の斜視図および断面図がそれぞれ示されている。骨密度測定用アダプタ１８は、容器２６および蓋２８を備える。容器２６には軟部組織等価液３４が収容されている。軟部組織等価液３４は、Ｘ線の透過特性が被検体２４の軟部組織４０に等価な液体である。ただし、図２の斜視図には、内部の構造を示すため、軟部組織等価液３４が収容されていない状態が示されている。軟部組織等価液３４には、例えば、水が用いられる。
【００３１】
容器２６は、側壁３０および底膜３２を備える。側壁３０は、Ｘ線のビーム形状に沿って、下方に向かうにつれて径を大きくした円筒形状を有する。側壁３０は、Ｘ線を遮蔽する材料で形成されている。Ｘ線遮蔽材料としては、例えば、鉛ガラス等のＸ線遮蔽ガラス、金属がある。また、側壁３０をプラスチック樹脂等のＸ線が透過する材料で形成し、Ｘ線遮蔽材料で形成された層を側壁３０の内部または壁面に設けてもよい。
【００３２】
側壁３０によって形成される下側の開口には底膜３２が設けられている。底膜３２は、ゴム等、Ｘ線を透過する変形可能な材料で形成されている。骨密度測定用アダプタ１８を被検体２４上に設けた際に、底膜３２は被検体２４の形状に合わせて変形し、被検体２４に密着する。
【００３３】
蓋２８は、Ｘ線を透過するプラスチック樹脂等によって形成され、容器２６の開口に着脱可能となっている。容器２６および蓋２８は、ネジ構造によって着脱可能としてもよい。容器２６に蓋２８が取り付けられることによって、軟部組織等価液３４の漏れが回避される。
【００３４】
骨密度測定用アダプタ１８の内部には、水平な液面が形成される程度の量の軟部組織等価液３４が収容されている。すなわち、容器２６に蓋２８が取り付けられた状態において、骨密度測定用アダプタ１８内に空気が混入するようにする。
【００３５】
このような構成によれば、図４に示されるように、被検体２４の表面が平坦でなくとも底膜３２が被検体２４の表面に沿って変形する。そして、軟部組織等価液３４が容器２６に満たされた状態で、骨密度測定用アダプタ１８の底面が被検体２４に密着する。これによって、軟部組織等価液３４と被検体２４の軟部組織とが伝搬媒質の観点から一体化され、骨密度の測定のために好適な条件が形成される。また、側壁３０がＸ線を遮蔽するため、容器２６から横方向に放射される不要なＸ線が低減され、被検者の被曝量が低減される。さらに、側壁３０は、Ｘ線のビーム形状に沿って、下方に向かうにつれて径を大きくした円筒形状を有する。これによって、Ｘ線の進行を妨げることなく容器２６の容積を低減することができ、容器２６が小型軽量化される。
【００３６】
ここでは、変形可能な材料で底膜３２を形成した例について説明したが、底膜３２を剛性の材料で形成された板で置き換えてもよい。この場合、骨密度測定用アダプタの底面は、被検体が変形することによって被検体に密着する。
【００３７】
ＳＸＡ法による骨密度の測定について図５〜図７を参照して説明する。図５には、測定状態が模式的に示されている。図５に示されている骨３８は背椎であり、被検体２４の背椎の長手方向に垂直な断面が示されている。骨密度測定用アダプタ１８内には、軟部組織等価液３４による水平な液面３６が形成されている。Ｘ線発生器１２は、被検体２４の骨３８とその周辺の軟部組織４０をビーム４２内に含むＸ線を放射する。すなわち、Ｘ線発生器１２は、骨密度測定用アダプタ１８を透過した後、軟部組織４０のみを透過してＸ線検出器１４に到達するＸ線と、骨密度測定用アダプタ１８を透過した後、軟部組織４０、骨３８、軟部組織４０の順に被検体２４を透過してＸ線検出器１４に到達するＸ線とを放射する。
【００３８】
測定に際しては、初めに、被検体２４が横たえられておらず、Ｘ線発生器１２とＸ線検出器１４との間に測定台２０のみが介在する基準状態が形成される。Ｘ線発生器１２は、この基準状態でＸ線を放射する。制御部１６は、Ｘ線検出器１４から出力されたＸ線二次元分布データを基準Ｘ線データとして記憶する。
【００３９】
次に、被検体２４が測定台２０上に仰向けに横たえられ、骨密度測定用アダプタ１８が被検体２４に密着した測定状態が形成される。Ｘ線発生器１２は、この状態でＸ線を放射する。制御部１６は、Ｘ線検出器１４から出力されたＸ線二次元分布データを測定Ｘ線データとして記憶する。
【００４０】
図６には、測定Ｘ線データによって示される測定画像が模式的に示されている。測定画像のうち、骨３８を透過したＸ線に基づく領域（骨領域４４）は、軟部組織４０のみを透過したＸ線に基づく領域（軟部組織領域４６）よりも画素値が小さくなる。図６においては、骨領域４４には軟部組織領域４６よりも密な斑点が施され、骨領域４４の画素値が軟部組織領域４６の画素値よりも小さくなることが示されている。
【００４１】
ＳＸＡ法によれば、骨領域４４に含まれる画素ＰＢの画素値をＬB、画素ＰＢの位置に対応する基準Ｘ線データの画素値をＬB0、画素ＰＢの位置座標をχB（ｘ，ｚ）、軟部組織領域４６に含まれる画素ＰＡの画素値をＬA、画素ＰＡの位置に対応する基準Ｘ線データの画素値をＬA0、画素ＰＡの位置座標をχA（ｘ，ｚ）とした場合、画素ＰＢの位置における骨密度は、ＬB，ＬB0，χB，ＬA，ＬA0およびχAを変数とする後述の骨密度算出関数Ｂdによって表される。
【００４２】
そこで、制御部１６は、画素ＰＡを一定の画素として、骨領域４４に含まれる各画素について、骨密度算出関数Ｂdに基づき骨密度を求める。具体的には、測定画像に含まれる各画素について、骨領域４４の画素であるか否かの判定を行い、その判定対象の画素が骨領域４４の画素である場合には、骨密度算出関数Ｂdに基づいて、その画素に対する骨密度を求める。ここで、測定画像の各画素が骨領域４４を示すか否かの判定は、例えば、画素値が所定の閾値未満であるときは、骨領域４４の画素であるとの判定をし、画素値が所定の閾値以上であるときは、軟部組織領域４６の画素であるとの判定をすることで行われる。
【００４３】
制御部１６は、このような処理に基づき、骨領域４４の総ての画素のそれぞれについて骨密度を求める。そして、骨領域４４内で求められた総ての骨密度の平均値を被検体２４に対して求められた骨密度とする。
【００４４】
次に、骨密度算出関数Ｂdの例について、ＳＸＡ法の測定原理と共に説明する。図７には、骨密度測定用アダプタ１８に収容された軟部組織等価液３４を軟部組織４０に置き換えた図が示されている。測定台２０は十分に薄いものとし、基準Ｘ線データおよび測定Ｘ線データは、近似的に測定台２０の上面において取得されるものとする。
【００４５】
Ｘ線発生器１２の点Ｑからは、末広がりのビーム形状を有するＸ線が下方に放射される。また、点Ｑの直下における測定台２０上の点を原点Ｏとしてｘｙ座標平面が定義されている。点Ａは、測定画像上の軟部組織領域に含まれる点を示す。Ｘ線発生器１２における点Ｑから放射されたＸ線４７Ａは、軟部組織等価液３４の液面３６上の点Ｃを通って点Ａに至る。角度θ1は、Ｘ線４７Ａの進行方向と鉛直方向とがなす角度である。また、点Ｂは測定画像上の骨領域に含まれる点を示す。Ｘ線発生器１２における点Ｑから放射されたＸ線４７Ｂは、軟部組織等価液３４の液面３６上の点Ｄを通って点Ｂに至る。角度θ2は、Ｘ線４７Ｂの進行方向と鉛直方向とがなす角度である。図７の点Ａおよび点Ｂにおける画素は、それぞれ、図６の画素ＰＡおよびＰＢに対応する。
【００４６】
骨密度算出関数Ｂdは、次の（数１）〜（数６）のように表される。
【００４７】
【数１】
2014079406.tif 000003
【００４８】
μsは軟部組織の質量減弱係数、ρsは軟部組織の重量密度、μbは骨の質量減弱係数、ρbは骨の重量密度であり、いずれも既知の値である。また、ＬBは、点Ｂにおける測定Ｘ線データの画素値である。Ｌ1は、被検体２４内に骨３８が存在せず軟部組織４０のみが存在する状態を仮定した場合に、点Ｂにおいて検出される仮想的な画素値を表し、次の（数２）によって求められる。
【００４９】
【数２】
2014079406.tif 000004
【００５０】
ＬB0は、点Ｂにおける基準Ｘ線データの画素値である。また、上線が施されたＢＤは、点Ｂと点Ｄとの間の距離であり、（数３）および（数４）に基づいて求められる。
【００５１】
【数３】
2014079406.tif 000005
【００５２】
（数３）は、測定台２０の上面および軟部組織等価液３４の液面３６が水平であり、点Ｃおよび点Ｄの測定台２０からの高さが等しいことから導かれる式である。被検体２４の上に骨密度測定用アダプタ１８を設けることで、軟部組織等価液３４による水平な液面が形成されると共に、軟部組織等価液３４と被検体２４の軟部組織４０とが伝搬媒質の観点から一体化され、この条件が成立する。上線が施されたＡＣは、点Ａと点Ｃとの間の距離であり、以下の（数４）に基づいて求められる。また、θ1およびθ2は、それぞれ、以下の（数５）および（数６）から求められる。
【００５３】
【数４】
2014079406.tif 000006
【００５４】
ＬAは、点Ａにおける測定Ｘ線データの画素値であり、ＬA0は、点Ａにおける基準Ｘ線データの画素値である。
【００５５】
【数５】
2014079406.tif 000007
【００５６】
【数６】
2014079406.tif 000008
【００５７】
ｄ1は、点Ａのｘ座標値の絶対値、すなわち、点Ａと原点Ｏとの間の距離である。また、ｄ2は、点Ｂのｘ座標値の絶対値、すなわち、点Ｂと原点Ｏとの間の距離である。ｈ0は、点Ｑの測定台２０からの高さであり、一定の値である。
【００５８】
ここで、骨密度算出関数Ｂdの物理的意義について説明する。図７の直線ＱＢの方向に沿った骨３８の厚さβは次のように定義される。すなわち、同一の厚さβの軟部組織および骨をモデルとして仮定した場合において、モデルとしての骨を透過したＸ線のレベルと、モデルとしての軟部組織を透過したＸ線のレベルとの比が、画素値ＬBと画素値Ｌ1との比に等しくなるβの値として定義される。ここで、画素値ＬBは、軟部組織４０、骨３８、軟部組織４０の順に被検体２４を透過したＸ線に基づく画素値であり、画素値Ｌ1は、そのようなＸ線の進行路において、骨が存在せず軟部組織のみが存在すると仮定した場合に得られる仮想的な画素値である。この定義によれば、画素値ＬBと画素値Ｌ1との比は、次の（数７）のように、厚さβの骨を透過するＸ線の減衰比率と、厚さβの軟部組織を透過するＸ線の減衰比率との比で表される。
【００５９】
【数７】
2014079406.tif 000009
【００６０】
骨密度は、骨の厚さβにその重量密度ρsを乗じることで求められる。すなわち、（数７）をβについて解き、重量密度ρsを乗ずることで骨密度が求められ、この骨密度を表す式が（数１）である。
【００６１】
画素値ＬBは、測定Ｘ線データから直接得られる。これに対し、画素値Ｌ1は、測定Ｘ線データおよび基準Ｘ線データの画素値を、図７に示される幾何学的関係に基づく（数２）〜（数６）に当てはめることで求められる。
【００６２】
（数２）〜（数６）に示される関係は、測定台２０の上面および軟部組織等価液３４の液面３６が水平であるという条件下で成立する。本発明の実施形態に係る骨密度測定用アダプタ１８においては、骨密度測定用アダプタ１８の内部に水平な液面が形成される程度の量の軟部組織等価液が収容されている。すなわち、骨密度測定用アダプタ１８内には空気を混入させている。これによって、図４に示されるように、被検体２４の表面が傾いている場合であっても、容器２６内に水平な液面３６が形成される。したがって、厚さが一定の軟部組織４０によって骨３８が囲まれた状態と等価な状態が形成され、（数２）〜（数６）に示される関係が成立し、骨密度の測定を容易にすることができる。
【００６３】
なお、上述のＳＸＡ法の測定原理から明らかなように、測定に用いられるＸ線は、そのビームが、被検体２４の骨３８とその周辺の軟部組織４０を少なくとも含んでいればよい。したがって、このような条件が成立する場合には、骨密度測定用アダプタ１８の蓋２８および底膜３２については、これらの全体をＸ線が透過する材料で形成しなくてもよい。すなわち、Ｘ線発生器１２から発せられたＸ線のうち、骨密度の測定に寄与しないビーム形状の外側付近に対応するものに対しては、骨密度測定用アダプタ１８の蓋２８および底膜３２によって遮蔽をしてもよい。
【００６４】
例えば、図８に示されるように、底膜３２については、その中心付近を含む一部の領域をＸ線透過領域４８とし、残りの領域をＸ線遮蔽領域５０としてもよい。同様に、蓋２８については、その中心付近を含む一部の領域をＸ線透過領域５２とし、残りの領域をＸ線遮蔽領域５４としてもよい。各Ｘ線透過領域は、プラスチック樹脂、ゴム等のＸ線が透過する材料で形成され、各Ｘ線遮蔽領域は、金属、Ｘ線遮蔽ガラス等のＸ線遮蔽材料で形成される。各Ｘ線透過領域および各Ｘ線遮蔽領域の形状は、Ｘ線のビーム形状に適合させた形状としてもよい。
【００６５】
このような構成によれば、骨密度の測定に寄与するＸ線の進行を妨げることなく、骨密度の測定に寄与しないＸ線の量を制限することができる。これによって、容器２６から被検体２４に放射されるＸ線の量が制限され、被検者の被曝量が低減される。
【００６６】
また、骨密度測定用アダプタの容器の形状は、円筒の他、角筒としてもよい。図９には、容器２６の形状を四角筒とした例が示されている。この例においても、図８に示された骨密度測定用アダプタ１８と同様、底膜３２の一部の領域がＸ線透過領域４８とされ、残りの領域がＸ線遮蔽領域５０とされている。さらに、蓋２８の一部の領域がＸ線透過領域５２とされ、残りの領域がＸ線遮蔽領域５４とされている。
【００６７】
骨密度測定用アダプタの容器内には、Ｘ線減衰基準物を設けてもよい。Ｘ線減衰基準物は、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等のプラスチック樹脂、プラスチック樹脂に金属、金属酸化物等を混合させたものによって形成され、透過するＸ線を減衰させる。Ｘ線減衰基準物は被検体と共にＸ線撮影され、その撮影された画像と骨の画像との比較に基づいて骨密度等の測定が行われる。
【００６８】
図１０には、大きさが異なる複数のＸ線減衰基準物５６が設けられた例が示されている。各Ｘ線減衰基準物５６は球状に形成され、容器２６の側壁から突出した支持棒５７によって支持されている。この支持棒５７は、例えば、Ｘ線透過特性が軟部組織と等価な材料によって形成される。各Ｘ線減衰基準物５６は直径が異なるため、Ｘ線に対する減衰比率が異なる。したがって、Ｘ線画像における各Ｘ線減衰基準物５６の画素は、その直径に応じた画素値を有する。複数のＸ線減衰基準物５６の直径を段階的に異ならしめることで、骨の画素値と各Ｘ線減衰基準物５６の画素値との対比に基づく骨密度等の測定が容易となる。
【００６９】
また、各Ｘ線減衰基準物５６は球状に形成されているため、各Ｘ線減衰基準物５６のＸ線画像において最もＸ線の減衰が大きいことを示す画素は、Ｘ線減衰基準物５６の中心を透過したＸ線に対応することとなる。したがって、各Ｘ線減衰基準物５６の画像において最もＸ線の減衰が大きいことを示す画素を、骨の診断を行う際の基準画素とすることで、高精度な測定が可能となる。
【００７０】
なお、Ｘ線減衰基準物は、必ずしも球状で形成されていなくてもよい。例えば、Ｘ線減衰基準物を直方体で形成してもよい。この場合、直方体の６面のうち一面をＸ線の到来方向に向けて配置することで、Ｘ線に対する一定の減衰比率が得られ、Ｘ線画像において骨の画像と比較するための画像が得られる。
【００７１】
また、上記では、被検体の腰椎の骨密度を測定する例について説明した。本実施形態に係る骨密度測定システムにおいては、腰椎の他、大腿骨等のその他の測定部位の骨密度の測定も可能である。
【００７２】
さらに、測定台２０の上方にＸ線発生器１２を設け、測定台２０の下方にＸ線検出器１４を設けるのではなく、測定台２０の上方にＸ線検出器１４を設け、測定台２０の下方にＸ線発生器１２を設ける構成としてもよい。
【００７３】
また、Ｘ線検出器１４の代わりに、Ｘ線フィルムを用いてもよい。この場合、上述の測定Ｘ線データおよび基準Ｘ線データに対応する各Ｘ線画像をＸ線フィルムによって撮影する。そして、各Ｘ線画像上における各位置の明るさを数値化し、測定Ｘ線データおよび基準Ｘ線データの各画素値に代えて、数値化された各位置の明るさを用いて骨密度の測定を行う。
【００７４】
さらに、骨密度測定用アダプタは、機械的手段によって被検体上に保持してもよい。図１１には、骨密度測定用アダプタ１８を保持する機構がＸ線発生器１２に設けられた骨密度測定システムが示されている。
【００７５】
Ｘ線発生器１２には、鉛直方向に伸びる複数の支柱５８が取り付けられている。各支柱５８の下端にはバネ６０を介して押圧板６２が取り付けられている。押圧板６２は、Ｘ線を透過する材料で形成されており、その下面が骨密度測定用アダプタ１８の蓋の上面に接触する。
【００７６】
Ｘ線発生器１２は、上下方向に移動自在となっている。被検体２４が測定台２０に横たえられる際には、被検体２４がＸ線発生器１２に接触することを回避するため、Ｘ線発生器１２を上方に位置させる。そして、被検体２４が横たえられた後に、Ｘ線発生器１２を下方向に移動させる。これによって、押圧板６２と測定台２０との間に骨密度測定用アダプタ１８および被検体２４が挟まれた状態が形成される。また、バネ６０の弾性力によって押圧板６２を介して骨密度測定用アダプタ１８に下方向に力が加えられ、被検体２４上に骨密度測定用アダプタ１８の底面が密着する。このように、骨密度測定用アダプタ１８を保持する機構がＸ線発生器１２に設けられることで、被検者の負担が軽減される。
【００７７】
本発明に係る骨密度測定用アダプタによれば、軟部組織等価液と被検体の軟部組織とが伝搬媒質の観点から一体化される。さらには、軟部組織等価液の水平な液面が容器内に形成される。これによって、厚さが一定の軟部組織によって骨が囲まれている状態と等価な状態が形成され、ＳＸＡ法等による骨密度の測定が容易となる。本発明に係る骨密度測定用アダプタは、ＳＸＡ法の他、ＤＸＡ法、ＱＣＴ法等、このような状態で骨密度の測定を行い得る様々な測定法に用いてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１０  ブッキーテーブル、１２  Ｘ線発生器、１４  Ｘ線検出器、１５  検出面、１６  制御部、１８  骨密度測定用アダプタ、２０  測定台、２２  テーブル脚、２４  被検体、２６  容器、２８  蓋、３０  側壁、３２  底膜、３４  軟部組織等価液、３６  液面、３８  骨、４０  軟部組織、４２  ビーム、４４  骨領域、４６  軟部組織領域、４７Ａ，４７Ｂ  Ｘ線、４８，５２  Ｘ線透過領域、５０，５４  Ｘ線遮蔽領域、５６  Ｘ線減衰基準物、５７  支持棒、５８  支柱、６０  バネ、６２  押圧板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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