(57)【要約】【課題】診断用Ｘ線画像の有益な観点を骨無機質密度（ＢＭＤ）取得によって与えられる定量的情報と組み合わせる。【解決手段】ディジタル・イメージング・システム（２０）を用いて取得された大視野の標準的なディジタルＸ線画像（７６）を用いて、解剖学的関心領域の画像を得るようにイメージング・システム（２０）を誘導する。標準的なディジタルＸ線（７６）画像を用いて、骨折の長さのような様々なテクスチャ尺度を算出する。関心領域の二重エネルギ・ディジタルＸ線画像（８８）を取得する。二重エネルギ・ディジタルＸ線画像（８８）を散乱線（４６）について補正する。関心領域（８２）の骨無機質濃度（ＢＭＤ）は、散乱線補正済み二重エネルギ・ディジタルＸ線画像から確定され得る。ＢＭＤ、テクスチャ尺度及び／又は散乱線補正済み二重エネルギＸ線画像は、標準的なディジタルＸ線画像（７６）に表示され得る。【選択図】        図５
2009101157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタルＸ線イメージング・システム（２０）を用いて第一の視野を有するディジタルＸ線画像（７６）を取得するステップ（５８）と、
第一の視野を有する前記ディジタルＸ線画像（７６）において関心領域（８４）を識別するステップ（６０）と、
前記第一の視野と異なる第二の視野を有するディジタルＸ線画像を取得するように前記ディジタルＸ線イメージング・システム（２０）を改めて構成した状態で前記関心領域の画像を取得するように前記ディジタルＸ線イメージング・システム（２０）を配置するステップ（６６）と、
前記第二の視野を有するディジタルＸ線画像を取得するように前記ディジタルＸ線イメージング・システム（２０）を改めて構成した状態で前記関心領域（８２）の二重エネルギ・ディジタルＸ線画像（８８）を取得するステップ（６８）と
を備えた画像データを処理するコンピュータ実装型の方法。
【請求項２】
ディジタルＸ線イメージング・システムを用いて第一の視野を有するディジタルＸ線画像（７６）を取得する前記ステップ（５８）は、前記ディジタルＸ線イメージング・システムのＸ線源（２６）に配設されたコリメータ（２４）のスリット（４４）を全開位置に開放するステップを含んでいる、請求項１に記載の画像データを処理するコンピュータ実装型の方法。
【請求項３】
第一の視野を有する前記ディジタルＸ線画像（７６）に基づいて、関心のある物体の定量的尺度を確定するステップを含んでいる請求項１に記載の画像データを処理するコンピュータ実装型の方法。
【請求項４】
前記ディジタルＸ線イメージング・システム（２０）を改めて構成する前記ステップは、Ｘ線源（２６）にコリメータ（２４）を配設するステップを含んでいる、請求項１に記載の画像データを処理するコンピュータ実装型の方法。
【請求項５】
ディジタルＸ線イメージング・システム（２０）を用いて第一の視野を有するディジタルＸ線画像（７６）を取得する前記ステップ（５８）は、実質的に単一のエネルギ・レベルのＸ線を用いたディジタルＸ線画像を取得するステップを含んでいる、請求項１に記載の画像データを処理するコンピュータ実装型の方法。
【請求項６】
前記ディジタルＸ線イメージング・システム（２０）は、二重エネルギＸ線源（２６）、コリメータ（２４）及び二重エネルギ・ディジタルＸ線検出器（２２）を含んでおり、前記ディジタルＸ線イメージング・システム（２０）を配置する前記ステップは、第一の視野を有する前記ディジタルＸ線画像（７６）の前記関心領域（８２）に対応する前記二重エネルギ・ディジタルＸ線検出器における位置に前記第二の視野を配置するように前記二重エネルギＸ線源（２６）及び前記コリメータ（２４）を前記二重エネルギ・ディジタルＸ線検出器（２２）に対して配向させるステップを含んでいる、請求項１に記載の画像データを処理するコンピュータ実装型の方法。
【請求項７】
前記関心領域の前記二重エネルギ・ディジタルＸ線画像（８８）を散乱線について補正するステップ（７０）を含んでおり、前記二重エネルギ・ディジタルＸ線画像（８８）は、一次Ｘ線（４２）及び散乱線（４６）により形成される第一の領域（５０）と散乱線のみにより形成される第二の領域（５２）とを有する画像強度データを含んでいる、請求項１に記載の画像データを処理するコンピュータ実装型の方法。
【請求項８】
第一の視野を有する画像を形成するようにＸ線源（２６）を構成した状態で第一のディジタルＸ線画像（７６）を取得するステップ（５８）と、
前記第一のディジタルＸ線画像（７６）における前記関心領域（８２）の位置に基づいて、関心領域の画像を取得する位置に前記Ｘ線源（２６）を誘導するステップ（６６）と、
前記第一の視野と異なる第二の視野を有する画像を形成するように前記Ｘ線源（２６）を改めて構成した状態で前記関心領域（８２）の二重エネルギ・ディジタルＸ線画像（８８）を取得するステップ（６８）と
を備えたディジタルＸ線画像を得るコンピュータ実装型の方法。
【請求項９】
前記第一のディジタルＸ線画像（７６）に基づいて関心のある物体の定量的尺度を計算するステップ（６２）
を含んでいる請求項８に記載の画像データを処理するコンピュータ実装型の方法。
【請求項１０】
前記関心領域の前記二重エネルギ・ディジタルＸ線画像（８８）を散乱線（４６）について補正するステップ（７０）
を含んでいる請求項８に記載の画像データを処理するコンピュータ実装型の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的には、医用撮像に関する。具体的には、本発明は、フラット・パネル・ディジタルＸ線検出器を有するディジタルＸ線医用イメージング・システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
骨の骨無機質密度（ＢＭＤ）は、カルシウム含有量によって表わされる骨の強度を反映している。この値は、投影面積の単位当たりの骨無機質の積算質量をグラム毎平方センチメートルで表わしたものとして定義される。ＢＭＤは、幾つかの疾患及び状態の診断及び治療に有用な道具であり、これらの疾病及び状態の一つが骨粗鬆症である。
【０００３】
骨粗鬆症は、カルシウム及び骨蛋白質の減少によってＢＭＤが低下する骨の疾患である。骨粗鬆症の人は骨折し易く、しばしば治癒が遅くまた十分に治癒しない。骨粗鬆症は、高齢者、特に閉経後の女性、ステロイド投与患者及びステロイド系薬剤を服用している人にはさらに一般的である。骨粗鬆症を放置すると、姿勢の変化、身体的異常（特に俗に「寡婦肩（dowager’s hump）」として知られる状態）及び可動性の低下を招き得る。骨粗鬆症の治療としては、患者の食事が新たな骨の成長を促進するのに必要とされる十分なカルシウム及び他の無機質を含むことを保証するもの、並びに閉経後の女性に対してはエストロゲン又は併用ホルモンの補給等がある。
【０００４】
二重エネルギＸ線吸収測定法（ＤＸＡ又はＤＥＸＡ）は、重要性を増しつつある骨密度測定技術である。実際に、骨粗鬆症は世界保健機関（ＷＨＯ）によれば、ＤＸＡによって測定したときに最大骨量（性別を合致させた２０歳の健常者平均）を２．５標準偏差で下回る値を有するＢＭＤとして定義されている。ＤＸＡの背景となる基本原理は、２種の異なるエネルギ・レベルを有するＸ線の透過の測定である。如何なる量のＸ線エネルギが患者を透過したかを測定することにより、患者において吸収されたＸ線エネルギの量を決定することができる。軟組織及び骨は、２種のエネルギ・レベルのＸ線を異なる程度まで吸収する。結果として、軟組織によるＸ線の吸収を骨によるＸ線の吸収から区別することができる。次いで、軟組織画像データを骨画像データから減算して、骨についての画像データのみを残す。次いで、ＢＭＤを骨画像データから決定する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＢＭＤ単独では治療に不十分な場合がある。脊椎骨折の証拠が骨状態のもう一つの重要な指標となる。骨折が存在するか否かを決定することは治療目的及び研究目的の両方において重要である。患者が低いＢＭＤを呈していても、骨折又は変形の診断が得られなければ医師は特定的治療を開始するのを躊躇する又は好まない場合がある。研究環境では、一定の集団での骨粗鬆症の発生率及び罹患率を研究する際の臨床試験の患者選択規準として又は特定的治療に関する効果の計量基準として、骨折の診断は重要である。実際に、欧州骨粗鬆症財団（European Foundation for Osteoporosis）が骨粗鬆症の臨床試験の指針を発表しており、「骨の脆弱性の亢進によって１又は複数の骨折が生じている疾患」との骨粗鬆症の定義を推奨している。加えて、この指針は、骨粗鬆症の治療に用いられる新薬の効果の試験が骨折の減少を臨床目標点とすることを提案している。
【０００６】
椎骨の骨折の有無は骨粗鬆症の診断において極めて重要であるが、椎骨の骨折の診断はしばしば困難である。かかる骨折の半数以上は無症候であって、最小限の症状を有する症例では比較のための過去の放射線記録が存在しない場合には特に、明らかな骨折又は変形が観察されないことがしばしばである。椎骨外形計測（morphometry）手法が、椎骨の骨折又は変形の決定をさらに客観的にする見込みがある。これらのアプローチは、椎骨本体の寸法の幾つかの指数又は標準値に頼っている。椎骨外形計測を用いて骨折を診断する際に、臨床医は一般にアナログ放射線撮像手法を用いる。本質的に、患者の椎骨のアナログ又はディジタルのＸ線画像が撮影され、Ｘ線写真フィルム印刷のような固定媒体に印刷される。印刷は患者に対して特定の縮尺、例えば１対１で作成されるか、又は特定的に縮小した若しくは拡大した縮尺で作成される。次いで、臨床医は、定規及び直定規を用いることにより椎骨の寸法を手作業で測定し、フィルムに実際に線を引いて椎骨本体の輪郭を描き、次いで定規でフィルム自体に引いた規準線の間を測定する。
【０００７】
近年、この外形計測の手法をコンピュータ化する試みが為されている。これらの試みは、先ず椎骨のアナログＸ線画像を得て、アナログ画像をディジタル化し、次いで測定点を手作業で選択することに依然頼っている。このように、骨粗鬆症を診断し又は治療する臨床医は、最低でも骨密度計及びＸ線撮像装置という２台の比較的高価な医療装置を用いなければならない。さらに、アナログ又はディジタルの放射線撮像法に頼った外形計測の手法は、画像の拡大によって複雑化する。アナログ／ディジタル放射線画像は典型的には、実物大よりも１０％〜１５％大きく、倍率は放射線画像の平面に対する物体の位置に依存して変化し得る。具体的には、物体の放射線感光板から遠い側の前方端が、放射線感光版に面した後方端よりも大きく拡大される。結果として、感光板の平面に垂直な骨のエッジは、形態学的測定の場合にはファン・ビーム放射線画像に鮮明な視覚的境界を形成すべきであるのに不明瞭な境界を発生する。脊椎の歪みは、コーン・ビーム曝射の場合にはビームが最も斜行しているコーン・ビームのエッジにおいて特に激しい。椎骨形態検査の場合には、この斜行によって視野の頂部及び底部において椎間間隔が不鮮明化して歪み、形態学的測定を不正確にする。この不正確さは、測定点を手作業で選択することが臨床医に委ねられたときには人為的錯誤の付与によって増大する。加えて、異なる臨床医の間で、及び同じ臨床医による異なる回の測定の間で、ばらつきがしばしば必然的に存在する。
【０００８】
骨密度計は画像を形成することが可能であるが、現在の骨密度計の画質は、一般的なアナログ又はディジタルＸ線イメージング・システムの画質よりも低い。このことは、過度に長い走査時間の必要性を防ぐために分解能を意図的に制限しているような走査システムに特に当てはまる。このように、骨密度計の撮像能力は診断目的としては信頼されておらず、本発明までは、骨形態を決定する又は骨構造の関係を解析するのに骨密度測定システムは用いられていない。加えて、骨密度測定を、倍率及び分解能等を含めて類似した取得条件を用いて同じ放射線室で実行する必要がある。残念ながら、診断用Ｘ線画像もまた、画像に表われる散乱線のため定量的でない。
【０００９】
従って、診断用Ｘ線画像の有益な観点をＢＭＤ取得によって与えられる定量的情報と組み合わせた手法の必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
診断用Ｘ線画像の有益な観点をＢＭＤ取得によって与えられる定量的情報と組み合わせた手法を提示する。この手法は、二重エネルギＸ線イメージング・システムを利用する。このシステムを用いて、標準的なディジタルＸ線画像を取得する。標準的なディジタルＸ線画像を用いて、関心領域の画像を得るようにシステムを誘導する。加えて、標準的なディジタルＸ線画像を用いて、骨折の長さのような様々なテクスチャ・パラメータ及び外形計測パラメータを算出する。二重エネルギ・ディジタルＸ線イメージング・システムを用いて、関心領域の二重エネルギ画像を取得する。フラット・パネル・ディジタルＸ線検出器が、患者の関心領域を透過したＸ線を検出し、検出器に到達するＸ線の強度を表わすデータを生成する。画像強度データを散乱線について補正した後に、患者の関心領域の各々の部分についての画像強度データを結合して、関心領域の１又は複数の画像を形成する。ＢＭＤは散乱線補正済み画像強度データから確定され得る。ＢＭＤ及びテクスチャ尺度を、標準的なディジタルＸ線画像及び１又は複数の二重エネルギ画像に表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の前述の特徴、観点及び利点並びに他の特徴、観点及び利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読むとさらに十分に理解されよう。図面全体を通して類似の符号は類似の部分を表わす。
【００１２】
ここで図１を参照すると、本発明は、例示的なイメージング・システム、この場合には参照番号２０によって全体的に表わされている二重エネルギＸ線イメージング・システムと共に適用され得るものとして記載される。図示の実施形態では、二重エネルギＸ線イメージング・システム２０は、二重エネルギＸ線吸収測定法（ＤＸＡ）を実行するように動作可能である。但し、一般的には、本発明の手法は任意の適当な撮像モダリティと共に用いられ得ることを銘記されたい。具体的には、この手法は、大型フラット・パネル・ディジタル検出器を用いた任意のイメージング・システムについて適用可能である。加えて、ＢＭＤは、他の手法を用いても確定され得る。
【００１３】
図示の実施形態では、システム２０は、大型フラット・パネル・ディジタルＸ線検出器２２と、Ｘ線源２６に配設され得るコリメータ２４とを有する。画像は、システム２０の完全視野を用いて取得され得る。代替的には、システム２０の視野は、コリメータ２４を用いてＸ線源２６によって発生されるＸ線の広がりを小さくすることにより縮小され得る。また、後に改めて詳述するように、コリメータ２４を用いて、システム２０によって形成される画像での散乱線の影響を小さくすることができる。コリメータ２４は、所望に応じてＸ線源２６に載置されてもよいし、Ｘ線源２６に配設されたままにしておいてもよい。図示の実施形態では、コリメータ２４は、完全視野（又は大視野）及び縮小視野（又は小視野）の画像をＸ線源２６に配設されたコリメータ２４によって得ることができるように、調節自在である。この実施形態では、コリメータ２４はスリット・コリメータである。但し、本発明の手法は、スリット・コリメータ２４を用いたもの以外のイメージング・システムにおいても用いることができる。例えば、本発明の手法を、標準的なコリメータを有するイメージング・システムにおいて用いることもできるし、コリメータを全く有しないイメージング・システムにおいて用いることもできる。
【００１４】
二重エネルギ・ディジタルＸ線イメージング・システム２０は、第一のエネルギ・レベルを有するＸ線を用いて関心領域の画像を形成し、次いで第二のエネルギ・レベルを有するＸ線を用いて関心領域の画像を形成することが可能である。二重エネルギＸ線イメージング・システム２０は、異なるエネルギ・レベルのＸ線を用いて骨及び軟組織の別個の画像を形成することが可能である。この実施形態では、第一のエネルギ・レベルにおいて発生されるＸ線は、第二のエネルギ・レベルにおいて発生されるＸ線よりもエネルギが低い。２枚の画像をディジタル式で結合することができる。軟組織及び骨は低エネルギ及び高エネルギＸ線を異なる程度まで吸収し、システム２０が軟組織に起因するＸ線の吸収と骨に起因する吸収とを区別することを可能にする。
【００１５】
加えて、二重エネルギ・ディジタルＸ線イメージング・システムは、標準的なディジタルＸ線画像を取得することが可能である。標準的なディジタルＸ線画像は、単一エネルギのＸ線の単一回曝射によって取得される。加えて、標準的なディジタルＸ線画像は、コリメータ２４が画像に影響を及ぼさないようにコリメータ２４を全開にして取得される。但し、標準的なディジタルＸ線画像を全開未満の位置にあるコリメータ２４によって得てもよい。
【００１６】
図示の実施形態では、フラット・パネル・ディジタルＸ線検出器２２は、２枚の画像を高速に連続して取得する能力を有するアモルファス・シリコン製フラット・パネルである。この画像取得速度は、改善された画像減算を齎す大きいエネルギ分離（９０ｋＶｐまで）を有する高エネルギ画像及び低エネルギ画像を可能にする。この実施形態では、二重エネルギＸ線イメージング・システム２０の検出器２２及びＸ線源２６は、可傾式ウォール・スタンド２８に装着されている。後に改めて詳述するように、検出器２２の全表面積を一挙に曝射する代わりに、コリメータ２４を用いて、検出器２２の相対的に小さい部分を用いて画像片を撮影する。可傾式ウォール・スタンド２８は、Ｘ線源２６及びコリメータ２４を旋回させて、システムが一連の画像片を撮影し、後にこれらの画像片をディジタル式で共に結合してさらに大きい画像を形成することを可能にするように構成されている。システム２０はまた、撮像手順の間に患者が横臥することのできる可動式ストレッチャ又はテーブル３０を利用する。代替的には、システムは、フラット・パネル・ディジタルＸ線検出器２２及びＸ線源２６を異なる支持体に固定して構成され得る。例えば、フラット・パネル・ディジタルＸ線検出器２２を、当該検出器２２を垂直に配向することを可能にするスタンドに固定し、Ｘ線源２６を別個の支持体を用いて天井から吊り下げることができる。加えて、システム２０の図示の実施形態は、コンピュータ３４を用いてシステム２０を制御して画像を処理する操作者ステーション３２を有している。操作者ステーション３２は、この実施形態では２台のモニタ３６、キーボード３８及びマウス４０を含んでおり、システム２０と利用者との間の対話（相互作用）を容易にしている。
【００１７】
図２を全体的に参照すると、散乱線の影響を小さくすることにより患者のさらに正確な画像を形成するためにコリメータ２４が用いられている。理想的には、検出器２２に入射するＸ線は、Ｘ線源２６から患者を透過して検出器２２まで直進経路で進んだＸ線のみである。所望の経路を進むＸ線は「一次」Ｘ線４２として知られる。一次Ｘ線４２はコリメータ２４のスリット４４を通過することができる。コリメータ２４は、Ｘ線源２６によって発生される迷走Ｘ線が患者に入射しないように遮断する。しかしながら、検出器２２によって検出される他のＸ線はこの直進経路に従わない。これらのＸ線は散乱線４６として知られる。主として、散乱線４６は患者の組織と相互作用して本来の経路から偏向した又は方向変更されたＸ線である。
【００１８】
散乱線は、被検体の体内のＸ線の吸収及び減弱の検出の結果を歪めるという影響を有する。検出器２２は、一次Ｘ線４２及び散乱線４６の両方を検出するピクセルを有している。Ｘ線の本来の経路に整列している検出器２２のピクセルにとっては、散乱Ｘ線は吸収されたように見える。一方、散乱Ｘ線を検出する検出器２２のピクセルにとっては、散乱Ｘ線は正常に患者を直進透過したように見える。各々の場合に、散乱線は画像強度データに誤差を誘発し、従って医用画像に誤差を誘発する。この誤差は、画像のコントラストを低下させ、画像にボケとして現われて、画像データに基づいて実行される解析に悪影響を及ぼし得る。
【００１９】
検出器２２によって検出される画像強度データの代表的プロットが参照番号４８によって全体的に参照されており、検出器２２におけるグラフとして示されている。画像強度データ４８の範囲内での最大強度は、スリット４４の正対している検出器２２の領域に発生する。画像強度データ４８のこの領域は参照番号５０によって全体的に表わされており、検出器２２による一次Ｘ線４２及び散乱線４６の両方の検出に起因している。画像強度データ４８の傾斜付き強度が参照番号５２によって全体的に参照されており、散乱線のみの検出を表わしている。画像強度データ４８のこれら「散乱線のみ」の領域５２は、一次Ｘ線４２の検出が一切ないことを表わす。というのは、コリメータ２４が、検出器２２の対応する部分に一次Ｘ線４２が到達しないように遮断しているからである。しかしながら、画像強度データ４８の散乱線のみの領域の強度を用いて、一次Ｘ線４２及び散乱線４６の両方の検出に起因する画像強度データ４８の領域５０での散乱線を推定する。次いで、推定された散乱線を、一次Ｘ線４２及び散乱線４６の両方の検出に起因する画像強度データ４８の領域５０から減算して、一次Ｘ線４２のみに起因する画像強度データ４８を残す。
【００２０】
図３及び図４を全体的に参照すると、図示の実施形態のＸ線源２６及びコリメータ２４を組み合わせて、参照番号５４によって全体的に示すような矩形の画像曝射域を形成する。但し、Ｘ線源２６及びコリメータ２４は、他の形状及び寸法を有する曝射域を形成するように構成されてもよい。加えて、システム２０のこの実施形態では、スリット４４の幅は約２．５ｃｍである。単一の曝射域の寸法よりも大きい画像が望まれる場合には、ウォール・スタンド２８のような可傾式構造を用いてＸ線源２６及びコリメータ２４を旋回させ、矩形曝射域５４を所望の曝射域に移動させることができる。図示の実施形態では、Ｘ線源２６及びコリメータ２４は、図３の第一の位置から図４の第二の位置まで旋回しているように示されている。この態様で、矩形曝射域５４は、システム２０がディジタル式で結合されて関心領域の画像（１又は複数）を全体として形成する一連の画像を撮影することを可能にするように、検出器２２の表面を移動する。１回の曝射から次回の曝射までに検出器２２の部分の幾分かの重なりが存在していてもよい。加えて、システムは一つの位置に旋回した後に高エネルギ・レベル及び低エネルギ・レベルの両方の画像を撮影するように構成されていてもよいし、一つのエネルギ・レベルのＸ線による画像の完全な系列を完了した後に他のエネルギ・レベルのＸ線による系列を繰り返してもよい。
【００２１】
当業者には認められるように、実際には、異なるエネルギ・レベルにある画像データを生成するために様々な方法論を用いることができる。例えば、各々の位置にあるシステムによって両方のエネルギ・レベルの画像データを取得してもよいし、様々な位置を横断して一つのエネルギ・レベルの画像データを取得した後に、同じ位置を繰り返して第二のエネルギ・レベルの画像データを取得してもよい。さらに、システムが２種の異なるエネルギ・レベルの画像データを同時に取得することが可能な二重エネルギ検出器を含む場合には、これらのエネルギ・レベルでの結合取得を実行することができる。
【００２２】
図５を全体的に参照すると、参照番号５６によって全体的に表わすように、二重エネルギＸ線イメージング・システム２０を用いて骨のテクスチャ尺度を測定すると共に患者のＢＭＤを確定する手法のブロック図が掲げられている。図示の実施形態では、参照番号５８によって全体的に表わすように、所望の解剖学的領域について完全視野ディジタルＸ線画像を撮影する。所望の解剖学的領域の一例は、股関節又は腰椎である。図示の実施形態では、完全視野ディジタルＸ線画像は単一エネルギのＸ線画像である。但し、単一エネルギのディジタルＸ線画像ではなく完全視野二重エネルギ・ディジタルＸ線画像を用いてもよい。
【００２３】
図示の実施形態では、ブロック６０によって全体的に表わすように、完全視野画像を用いて１又は複数の解剖学的関心領域を識別する。所望の領域又は関心領域を識別するのを助けるために、利用者対話を用いて又は用いずに、単一エネルギＸ線画像をセグメント分割することができる。完全視野画像が二重エネルギ・ディジタルＸ線画像である場合には、二重エネルギ分解又は減算を実行して所望の関心領域の識別を容易にすることができる。
【００２４】
また、参照番号６２によって全体的に表わすように、完全視野画像を用いて関心領域（１又は複数）における骨のテクスチャ尺度を計算する。例えば、完全視野画像を用いて骨における骨折の長さ及び数を測定することができる。骨折の長さを測定するために様々な手法を用いることができる。図示の実施形態では、骨折の長さは、完全視野ディジタルＸ線画像からディジタル式で測定される。例えば、利用者は、マウス４０又は他の入力装置を用いてモニタ３６に表示されるカーソルの移動を指示することにより、システム２０のモニタ３６の一つに表示されている骨折を追跡することができる。システム２０は、マウスが骨折の長さを追跡するときのマウス４０の移動から骨折の長さを算出することができる。骨折の長さを測定することに加えて他のテクスチャ尺度も公知であり、完全視野画像を用いてこれらのテクスチャ尺度を得ることができる。また、完全視野画像を用いて骨の小柱構造を解析することができる。
【００２５】
図示の実施形態では、ブロック６４によって全体的に表わすように、イメージング・システム２０の視野を縮小して所望の関心領域の二重エネルギ・ディジタルＸ線画像を取得する。但し、視野を縮小して標準的なディジタルＸ線画像を取得することもできる。視野を縮小するためには、コリメータ２４を調節してスリット４４の寸法を所望の寸法まで縮小する。次いで、システム２０の縮小視野を用いて二重エネルギ・ディジタルＸ線画像が取得される。システム２０の視野を縮小することにより、二重エネルギ画像の取得時の患者の被曝が低減される。後に改めて詳述するように、ディジタルＸ線システム２０の縮小視野はまた、画像に対して散乱線補正手順を実行することを可能にする。
【００２６】
ブロック６６によって全体的に表わすように、標準的なＸ線画像を用いてＸ線源２６及びコリメータ２４を所望の関心領域の二重エネルギ画像を取得するのに適正な位置まで誘導する。モニタ３６に表示される標準的なディジタルＸ線画像において関心領域の位置を決定した後に、利用者はマウス４０を用いてモニタ３６に表示された標準的なディジタルＸ線画像において関心領域（１又は複数）に窓又は他の標識を置くことができる。二重エネルギＸ線イメージング・システム２０は、Ｘ線源２６及びコリメータ２４をこの窓又は標識に整列させる。図示の実施形態では、関心領域は縮小視野画像よりも小さい。しかしながら、関心領域が縮小視野よりも大きい場合には、患者の多スロット走査を実行することができる。これらの多スロット走査をディジタル式で結合して単一画像を形成することができる。加えて、前述のように、二重エネルギ・ディジタルＸ線画像を複数の関心領域について得ることもできる。利用者は、マウス４０を用いて望むだけ多数の撮像関心領域を選択することができる。代替的には、プログラムを用いて標準的なディジタルＸ線画像において関心領域を識別して、Ｘ線源２６及びコリメータ２４を所望の関心領域の二重エネルギ画像を自動的に取得するのに適正な位置まで導くように指示することができる。例えば、セグメント分割プログラムを用いて関心領域を識別し、Ｘ線源２６及びコリメータ２４を所望の関心領域の二重エネルギ画像を取得するのに適正な位置まで導くように指示することができる。セグメント分割プログラムは、標認点を識別するように構成されていてもよいし、解剖学的アトラスを用いて関心領域の位置を決定してもよい。他の方法を用いてもよい。
【００２７】
システム２０が適正に配向された後に、ブロック６８によって全体的に表わすように、関心領域の二重エネルギ画像集合を取得する。縮小視野を有する第一の画像が、第一のエネルギを有するＸ線によって取得される。次いで、縮小視野を有する第二の画像が、第二のエネルギを有するＸ線によって取得される。典型的には、第二のＸ線は、二重エネルギ・ディジタルＸ線イメージング・システムによって画像を取得するときには第一のＸ線よりもエネルギが大きい。次いで、これら２枚の画像を結合して１又は複数の画像を形成する。加えて、前述のように、関心領域は、小視野よりも寸法が大きくてもよい。この場合には、１又は複数の隣接した又は重なり合った領域の画像を多数のエネルギにおいて取得し、次いで画像を貼り合わせて一つの二重エネルギ・データ集合又は多重エネルギ・データ集合を得ることができる。
【００２８】
ブロック７０によって全体的に表わすように、二重エネルギ・ディジタルＸ線イメージング・システム２０は、二重エネルギ画像集合の画像強度データを散乱線について補正する。視野が縮小されているため、検出器２２の一部は散乱線のみの結果であるＸ線を受光する。システム２０の図示の実施形態は、散乱線補正の手法を利用して、散乱線４６のみの所産である画像強度データ４８の領域５２を識別し、次いでこれらの領域での散乱線の強度を用いて、一次Ｘ線４２及び散乱線４６の両方の所産である画像強度データ４８の領域５０の内部での散乱線４６の強度を推定することにより、システム２０によって形成される画像に対する散乱線の影響を小さくする。この手法は、２００７年１０月３日に出願された米国特許出願第１１／８６６，８７８号、“Slit Collimator Scatter Correction”においてさらに詳細に記載されており、この出願を参照により本出願に援用する。さらに、画像を形成するのに用いられる画像強度データ４８の領域は、一次Ｘ線４２及び散乱線４６の両方の所産である画像強度データ４８の領域５０のみである。この手法のこの実施形態では、画像強度データ４８は、画像強度データ４８から散乱線強度を減算し、一次Ｘ線４２の所産である画像強度データ４８のみを残すことにより補正される。加えて、画像データ集合からの定量的データ抽出を容易にする他の補正を実行してもよい。
【００２９】
次いで、ブロック７０によって全体的に表わすように、散乱線補正済み画像強度データを用いてＢＭＤを確定する。加えて、ＢＭＤ以外の定量的測定を散乱線補正済み画像強度データに対して実行してもよい。例えば、散乱線補正済み画像強度データから、心石灰化の測定値を得ることができる。
【００３０】
参照番号７２によって全体的に表わすように、縮小視野画像、ＢＭＤ及びテクスチャ尺度を標準的なディジタルＸ線画像に表示することができる。テクスチャ尺度は、ＢＭＤから得られる組成情報に加えて構造情報を与えるようにＢＭＤ測定値と共に含められる。テクスチャ尺度、ＢＭＤ情報、完全視野を有する標準的なディジタルＸ線画像、及び縮小視野を有する二重エネルギ・ディジタルＸ線画像の組み合わせは、骨粗鬆症に対するさらに信頼性の高い治療を可能にし得る。
【００３１】
加えて、ブロック７４によって全体的に表わすように、完全視野画像、縮小視野画像、ＢＭＤ及びテクスチャ尺度を後の検索のために記憶する。データは二重エネルギＸ線イメージング・システム２０に記憶されてもよいし、ＰＡＣＳ又は同様の保管システムに送られてもよい。
【００３２】
図６を全体的に参照すると、参照番号７６によって全体的に表わすように、システム２０の完全視野によって画像を取得するように構成されているシステム２０によって得られる患者の股関節の標準的なディジタルＸ線画像が示されている。この標準的なディジタルＸ線画像における関心対象の骨は、大腿骨７８及び寛骨８０である。骨折があれば骨折の長さのようなテクスチャ尺度がこの完全視野ディジタルＸ線画像７６から確定され得る。
【００３３】
図７を全体的に参照すると、患者の腰部の完全視野ディジタルＸ線画像７６の関心領域８２が破線で示されている。図示の実施形態では、関心領域８２は大腿骨７８の骨頭８４の部分である。
【００３４】
図８を全体的に参照すると、手法のこの実施形態では、操作者が完全視野ディジタルＸ線画像７６を用いて、縮小視野画像窓８６を関心領域８２の上に配置している。縮小視野画像窓８６を用いて、縮小視野の二重エネルギ・ディジタルＸ線画像を取得するための所望の位置まで二重エネルギ・ディジタルＸ線イメージング・システム２０を導くように指示する。二重エネルギ・ディジタルＸ線イメージング・システム２０は、指示通りに視野を縮小し、所望の縮小視野二重エネルギ・ディジタルＸ線画像を得るようにＸ線源２６及びコリメータ２４を配置する。二重エネルギ・ディジタルＸ線検出器２２は静止したままとし、Ｘ線源２６及びコリメータ２４を検出器２２に対して所定の位置まで移動させる。
【００３５】
図９を全体的に参照すると、二重エネルギ・ディジタルＸ線イメージング・システム２０は、参照番号８８によって全体的に表わす縮小視野二重エネルギ・ディジタルＸ線画像を形成している。この例では、画像は大腿骨７８の骨頭８４のものである。縮小視野二重エネルギ・ディジタルＸ線画像８８は前述のように散乱線について補正され、ここからＢＭＤが確定される。前述のように、ＢＭＤは、標準的なディジタルＸ線画像７６又は縮小視野二重エネルギ・ディジタルＸ線画像８８に重ね合わせ表示されてもよいし、注釈として表示されてもよい。加えて、縮小視野二重エネルギ・ディジタルＸ線画像８８を、図８の縮小視野画像窓８６によって占有されていた空間を占有する等のように完全視野ディジタルＸ線画像７６に挿入してもよい。テクスチャ尺度は、標準的なディジタルＸ線画像７６の代わりに縮小視野二重エネルギ・ディジタルＸ線画像８８から確定されてもよい。加えて、骨折の長さのようなテクスチャ尺度があれば、標準的なディジタルＸ線画像７６又は縮小視野二重エネルギ・ディジタルＸ線画像８８に重ね合わせ表示してもよいし、注釈として表示してもよい。
【００３６】
本発明の幾つかの特徴のみを本書で図示して説明したが、当業者には多くの改変及び変更が想到されよう。従って、特許請求の範囲は、本発明の真意に含まれるような全ての改変及び変更を網羅するものと理解されたい。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の手法の実施形態の一例によるコリメータ及び大型フラット・パネル・ディジタルＸ線検出器を有する二重エネルギＸ線医用イメージング・システムの模式図である。
【図２】本発明の手法の実施形態の一例による図１のＸ線源、コリメータ及び大型フラット・パネル・ディジタルＸ線検出器の線図である。
【図３】本発明の手法の実施形態の一例による図２のＸ線源及びコリメータの三次元図である。
【図４】本発明の手法の実施形態の一例による図２のＸ線源及びコリメータの三次元図である。
【図５】本発明の手法の実施形態の一例に従って小視野画像を取得する際に二重エネルギＸ線医用イメージング・システムを誘導するために大視野画像を用いる工程のブロック図である。
【図６】本発明の手法の実施形態の一例による股関節の大視野画像の図である。
【図７】本発明の手法の実施形態の一例に従って大腿骨頭の解剖学的関心領域を標識した図６の大視野画像の図である。
【図８】本発明の手法の実施形態の一例に従って小視野を表わすガイドを解剖学的関心領域に配設した図６の大視野画像の図である。
【図９】本発明の手法の実施形態の一例による小視野の解剖学的関心領域を有する二重エネルギ画像の図である。
【符号の説明】
【００３８】
２０  Ｘ線イメージング・システム
２２  Ｘ線検出器
２４  コリメータ
２６  Ｘ線源
２８  ウォール・スタンド
３０  テーブル
３２  操作者ステーション
３４  コンピュータ
３６  モニタ
３８  キーボード
４０  マウス
４２  一次Ｘ線
４４  スリット
４６  散乱線
４８  画像強度データ
５０、５２  領域
５４  曝射域
５６  方法
５８  画像を取得する
６０  ＲＯＩを識別する
６２  テクスチャ尺度を計算する
６４  視野を縮小する
６６  システムを配置する
６８  画像を取得する
７０  散乱線補正を実行する
７２  ＢＭＤを計算する
７４  表示する／記憶する
７６  Ｘ線画像
７８  大腿骨
８０  寛骨
８２  関心領域
８４  骨頭
８６  窓
８８  画像
【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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