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技術 骨粗鬆症診断支援装置、骨粗鬆症診断支援プログラム、及び骨粗鬆症診断支援方法

出願人 朝日レントゲン工業株式会社
発明者 内藤宗孝
出願日 2015年12月28日 (4年1ヶ月経過) 出願番号 2015-257089
公開日 2017年7月6日 (2年7ヶ月経過) 公開番号 2017-118985
状態 特許登録済
技術分野 放射線診断機器
主要キーワード 直接線 X線吸収 骨単位 基礎層 向き変更 オトガイ 最近傍補間 画像表示処理プログラム
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図面 (11)

課題

被写体中のある同一の物質に注目しても場所によって濃度値が大きく変動するCT撮影のデータを利用する場合であっても骨粗鬆症病態を判定することができる骨粗鬆症診断支援装置を提供する。

解決手段

本発明に係る骨粗鬆症診断支援装置は、CT撮影のデータの下顎骨下縁皮質骨に対応する部分に収まる少なくとも一つのROI(Region of Interest)の設定データが入力される入力手段と、前記ROI内の濃度値のばらつき度合いを示す指標を前記ROI毎に生成する指標生成手段と、前記指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果を出力する出力手段と、を備える。

概要

背景

主要な骨粗鬆症診断支援方法として、二重X線吸収(DXA:dual-energyX-ray absorptiometry)法や定量的超音波(QUS:quantitativeultrasound)法などがある。しかし、これらの診断支援方法は特定の施設でしか行えないのが現状であり、腰痛などの症状がある人や骨粗鬆症に対する関心が高い人にしか利用されておらず、骨粗鬆症が原因と考えられる骨折の多くを予防するには至っていない。

そこで、歯科診療時に撮影することの多いパノラマX線画像を用いて骨粗鬆症診断支援を行う骨粗鬆症診断支援装置が開発されている(例えば特許文献1参照)。この骨粗鬆症診断支援装置によってパノラマX線画像さえ撮影すれば、骨粗鬆症の自覚症状のない人や関心の低い人についても、骨粗鬆症の可能性を判定することができ、骨粗鬆症の可能性のある人にはより精密な検査を受けるように指導することができる。従って、骨粗鬆症が原因と考えられる骨折をより多く予防できるようになると期待できる。

骨粗鬆症は、骨折のリスクを高める以外にも、口腔内インプラントを埋入しても抜け落ちやすくなるというリスクも高めることが知られている。インプラント埋入前にはCT撮影を用いて再構成ボリュームデータを得て、再構成ボリュームデータ上でインプラントの埋入位置や埋入方向などを計画するのが一般的である。ここで、CT撮影から得られた再構成ボリュームデータにおいてもパノラマX線画像と同様に、骨粗鬆症診断支援に用いることが可能になれば以下の恩恵が得られると期待できる。
(1)インプラント埋入前に骨粗鬆症の可能性を診断することで、インプラント手術成功率予測する際の根拠が得られる。
(2)パノラマ画像だけでなく再構成ボリュームデータからも骨粗鬆症診断支援が得られることで、骨粗鬆症が原因と考えられる骨折を予防できる機会がより多くなる。
(3)パノラマX線画像は周囲の構造が重なり合った2次元画像として得られるのに対し、再構成ボリュームデータは3次元的な構造をそのまま分析できるため、より精度の良い骨粗鬆症診断支援が得られる。

概要

被写体中のある同一の物質に注目しても場所によって濃度値が大きく変動するCT撮影のデータを利用する場合であっても骨粗鬆症の病態を判定することができる骨粗鬆症診断支援装置を提供する。本発明に係る骨粗鬆症診断支援装置は、CT撮影のデータの下顎骨下縁皮質骨に対応する部分に収まる少なくとも一つのROI(Region of Interest)の設定データが入力される入力手段と、前記ROI内の濃度値のばらつき度合いを示す指標を前記ROI毎に生成する指標生成手段と、前記指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果を出力する出力手段と、を備える。

目的

本発明は、上記の状況に鑑み、被写体中のある同一の物質に注目しても場所によって濃度値が大きく変動するCT撮影のデータを利用する場合であっても骨粗鬆症の病態を判定することができる骨粗鬆症診断支援装置、骨粗鬆症診断支援プログラム、及び骨粗鬆症診断支援方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

CT撮影のデータの下顎骨下縁皮質骨に対応する部分に収まる少なくとも一つのROI(Region of Interest)の設定データが入力される入力手段と、前記ROI内濃度値のばらつき度合いを示す指標を前記ROI毎に生成する指標生成手段と、前記指標に基づいて骨粗鬆症病態を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果を出力する出力手段と、を備えることを特徴とする骨粗鬆症診断支援装置

請求項2

前記CT撮影のデータは、前記下顎骨下縁皮質骨がFOV(Field of view)に含まれるCT撮影の撮影データを再構成して得られる再構成ボリュームデータであることを特徴とする請求項1に記載の骨粗鬆症診断支援装置。

請求項3

前記設定データは、前記CT撮影のデータから生成される下顎骨下縁に沿った方向と交差するMPR(Multi Planar Reconstruction)像内に前記ROIが設定されるデータであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の骨粗鬆症診断支援装置。

請求項4

前記MPR像は、下顎骨下縁に沿った方向と略直交することを特徴とする請求項3に記載の骨粗鬆症診断支援装置。

請求項5

前記MPR像は、下顎骨下縁に沿った方向においてオトガイ孔よりも後方に位置する断層の画像であることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の骨粗鬆症診断支援装置。

請求項6

前記設定データは、それぞれ断層位置が異なる複数の前記MPR像に対して前記ROIが個別に設定されるデータである請求項3〜5のいずれか一項に記載の骨粗鬆症診断支援装置。

請求項7

前記判定手段は、複数の前記指標のうち前記ROI内の濃度値のばらつき度合いが最も大きいもののみに基づいて骨粗鬆症の病態を判定する請求項6に記載の骨粗鬆症診断支援装置。

請求項8

前記判定手段は、複数の前記指標の平均に基づいて骨粗鬆症の病態を判定する請求項6に記載の骨粗鬆症診断支援装置。

請求項9

前記設定データを生成し前記入力手段に出力する生成手段を備える請求項1〜8のいずれか一項に記載の骨粗鬆症診断支援装置。

請求項10

前記出力手段から出力される前記判定手段の判定結果に応じた表示を行う表示手段を備える請求項1〜9のいずれか一項に記載の骨粗鬆症診断支援装置。

請求項11

コンピュータを、CT撮影のデータの下顎骨下縁皮質骨に対応する部分に収まる少なくとも一つのROI(Region of Interest)の設定データが入力される入力手段、前記ROI内の濃度値のばらつき度合いを示す指標を前記ROI毎に生成する指標生成手段、前記指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定する判定手段、及び前記判定手段の判定結果を出力する出力手段、として機能させるための骨粗鬆症診断支援プログラム

請求項12

CT撮影のデータの下顎骨下縁皮質骨に対応する部分に収まる少なくとも一つのROI(Region of Interest)の設定データが入力されるステップと、前記ROI内の濃度値のばらつき度合いを示す指標を前記ROI毎に生成するステップと、前記指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定するステップと、骨粗鬆症の病態の判定結果を出力する出力手段と、を備えることを特徴とする骨粗鬆症診断支援方法

技術分野

0001

本発明は、下顎骨下縁皮質骨撮影されたX線画像を用いて骨粗鬆症診断支援を行う骨粗鬆症診断支援装置、骨粗鬆症診断支援プログラム、及び骨粗鬆症診断支援方法に関する。

背景技術

0002

主要な骨粗鬆症診断支援方法として、二重X線吸収(DXA:dual-energyX-ray absorptiometry)法や定量的超音波(QUS:quantitativeultrasound)法などがある。しかし、これらの診断支援方法は特定の施設でしか行えないのが現状であり、腰痛などの症状がある人や骨粗鬆症に対する関心が高い人にしか利用されておらず、骨粗鬆症が原因と考えられる骨折の多くを予防するには至っていない。

0003

そこで、歯科診療時に撮影することの多いパノラマX線画像を用いて骨粗鬆症診断支援を行う骨粗鬆症診断支援装置が開発されている(例えば特許文献1参照)。この骨粗鬆症診断支援装置によってパノラマX線画像さえ撮影すれば、骨粗鬆症の自覚症状のない人や関心の低い人についても、骨粗鬆症の可能性を判定することができ、骨粗鬆症の可能性のある人にはより精密な検査を受けるように指導することができる。従って、骨粗鬆症が原因と考えられる骨折をより多く予防できるようになると期待できる。

0004

骨粗鬆症は、骨折のリスクを高める以外にも、口腔内インプラントを埋入しても抜け落ちやすくなるというリスクも高めることが知られている。インプラント埋入前にはCT撮影を用いて再構成ボリュームデータを得て、再構成ボリュームデータ上でインプラントの埋入位置や埋入方向などを計画するのが一般的である。ここで、CT撮影から得られた再構成ボリュームデータにおいてもパノラマX線画像と同様に、骨粗鬆症診断支援に用いることが可能になれば以下の恩恵が得られると期待できる。
(1)インプラント埋入前に骨粗鬆症の可能性を診断することで、インプラント手術成功率予測する際の根拠が得られる。
(2)パノラマ画像だけでなく再構成ボリュームデータからも骨粗鬆症診断支援が得られることで、骨粗鬆症が原因と考えられる骨折を予防できる機会がより多くなる。
(3)パノラマX線画像は周囲の構造が重なり合った2次元画像として得られるのに対し、再構成ボリュームデータは3次元的な構造をそのまま分析できるため、より精度の良い骨粗鬆症診断支援が得られる。

0005

特開2004−209089号公報

先行技術

0006

Sheng-yong Wu, Ji Qi, YingLu, Jing Lan, Jin-chao Yu, Lian-qing Wen, Zhuo-li Zhang. "Densitometricand geometric measurement of the proximal femur in elderly women with andwithout osteoporotic vertebral fractures by volumetric quantitative multi-sliceCT". Journal of Bone and Mineral Metabolism. November 2010, Volume 28,Issue 6, pp 682-689.DOI: 10.1007/s00774-010-0174-3.

発明が解決しようとする課題

0007

CT撮影から得られる再構成ボリュームデータを用いて骨粗鬆症の病態を判定することを試みる研究が非特許文献1に開示されている。非特許文献1は濃度値の一例であるCT値から骨密度を求めているため、被写体を構成する各物質のうちいずれか同一の物質に注目したときどのボクセルでも略同一の濃度値が得られ、場所による濃度値の変動が小さいことを前提としている。そして、非特許文献1は医科用CT撮影装置を用いた実験を行っており、医科用CT撮影装置を用いたCT撮影からは被写体を構成する各物質のうちいずれか同一の物質に注目したときどのボクセルでも略同一の濃度値を得ることができる。

0008

一方、歯科医院で一般に用いられているCT撮影装置は歯科用CT撮影装置である。歯科用CT撮影装置を用いたCT撮影では、図9のように散乱線を多く含んだ撮影データしか得られない。その結果、歯科用CT撮影装置を用いたCT撮影は、医科用CT撮影装置を用いたCT撮影に比べて散乱線の影響を受けやすく、被写体中のある同一の物質に注目しても場所によって濃度値が大きく変動する。このような歯科用CT撮影装置を用いたCT撮影の特徴は、X線絞り込んでディテクタX線検出素子に到達する散乱線を物理的に低減するコリメータと呼ばれる機構が、医科用CT撮影装置のディテクタには備わっているのに対して、歯科用CT撮影装置のディテクタには備わっていないことに起因する。

0009

従って、歯科用CT撮影装置を用いたCT撮影では、被写体を構成する各物質のうちいずれか同一の物質に注目したときどのボクセルでも略同一の濃度値が得られ、場所による濃度値の変動が小さいことを前提とする非特許文献1と同様な方法で、骨粗鬆症の病態を判定することができない。

0010

本発明は、上記の状況に鑑み、被写体中のある同一の物質に注目しても場所によって濃度値が大きく変動するCT撮影のデータを利用する場合であっても骨粗鬆症の病態を判定することができる骨粗鬆症診断支援装置、骨粗鬆症診断支援プログラム、及び骨粗鬆症診断支援方法を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

0011

上記目的を達成するために本発明に係る骨粗鬆症診断支援装置は、CT撮影のデータの下顎骨下縁皮質骨に対応する部分に収まる少なくとも一つのROI(Region of Interest)の設定データが入力される入力手段と、前記ROI内の濃度値のばらつき度合いを示す指標を前記ROI毎に生成する指標生成手段と、前記指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果を出力する出力手段と、を備える構成(第1の構成)とする。なお、前記ROIは2次元のROIに限定されることは無く、3次元のROIであっても良い。

0012

また、上記第1の構成の骨粗鬆症診断支援装置において、前記CT撮影のデータは、前記下顎骨下縁皮質骨がFOV(Field of view)に含まれるCT撮影の撮影データを再構成して得られる再構成ボリュームデータである構成(第2の構成)であってもよい。

0013

また、上記第1又は第2の構成の骨粗鬆症診断支援装置において、前記設定データは、前記CT撮影のデータから生成される下顎骨下縁に沿った方向と交差するMPR(Multi Planar Reconstruction)像内に前記ROIが設定されるデータである構成(第3の構成)であることが好ましい。

0014

また、上記第3の構成の骨粗鬆症診断支援装置において、前記MPR像は、下顎骨下縁に沿った方向と略直交する構成(第4の構成)であることが好ましい。

0015

また、上記第3又は第4の構成の骨粗鬆症診断支援装置において、前記MPR像は、下顎骨下縁に沿った方向においてオトガイ孔よりも後方に位置する断層の画像である構成(第5の構成)であることが好ましい。

0016

また、上記第3〜第5いずれかの構成の骨粗鬆症診断支援装置において、前記設定データは、それぞれ断層位置が異なる複数の前記MPR像に対して前記ROIが個別に設定されるデータである構成(第6の構成)であることが好ましい。

0017

また、上記第6の構成の骨粗鬆症診断支援装置において、前記判定手段は、複数の前記指標のうち前記ROI内の濃度値のばらつき度合いが最も大きいもののみに基づいて骨粗鬆症の病態を判定する構成(第7の構成)であってもよく、複数の前記指標の平均に基づいて骨粗鬆症の病態を判定する構成(第8の構成)であってもよい。

0018

また、上記第1〜第8いずれかの構成の骨粗鬆症診断支援装置において、前記設定データを生成し前記入力手段に出力する生成手段を備える構成(第9の構成)であってもよい。

0019

また、上記第1〜第9いずれかの構成の骨粗鬆症診断支援装置において、前記出力手段から出力される前記判定手段の判定結果に応じた表示を行う表示手段を備える構成(第10の構成)であってもよい。

0020

上記目的を達成するために本発明に係る骨粗鬆症診断支援プログラムは、CT撮影のデータの下顎骨下縁皮質骨に対応する部分に収まる少なくとも一つのROI(Region of Interest)の設定データが入力される入力手段、前記ROI内の濃度値のばらつき度合いを示す指標を前記ROI毎に生成する指標生成手段、前記指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定する判定手段、及び前記判定手段の判定結果を出力する出力手段、として機能させる。

0021

上記目的を達成するために本発明に係る骨粗鬆症診断支援方法は、CT撮影のデータの下顎骨下縁皮質骨に対応する部分に収まる少なくとも一つのROI(Regionof Interest)の設定データが入力されるステップと、前記ROI内の濃度値のばらつき度合いを示す指標を前記ROI毎に生成するステップと、前記指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定するステップと、骨粗鬆症の病態の判定結果を出力する出力手段と、を備える。

発明の効果

0022

本発明では、濃度値そのものに基づいて骨粗鬆症の病態を判定するのではなく、ROI内の濃度値のばらつき度合いを示す指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定する。したがって、本発明によると、被写体中のある同一の物質に注目しても場所によって濃度値が大きく変動するCT撮影のデータを利用する場合であっても骨粗鬆症の病態を判定することができる。

図面の簡単な説明

0023

骨粗鬆症診断支援装置の構成を示す図
骨粗鬆症診断支援プログラムの機能ブロック
骨粗鬆症診断支援装置の動作を示すフローチャート
再構成ボリュームデータのボクセルを示すイメージ
MPR像及びサーフェスレンダリング像の表示例を示す図
皮質骨の構造を示す図
ROI設定用のMPR像の表示例を示す図
ROI設定用のMPR像の表示例を示す図
ピクセル値ヒストグラム
コリメータを備えていないディテクタに直接線以外に散乱線も入り込むことを示すイメージ図

実施例

0024

本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。

0025

図1Aは、本発明の一実施形態に係る骨粗鬆症診断支援装置1の構成を示す図である。

0026

骨粗鬆症診断支援装置1は、ROM12やHDD17に格納されているプログラムに従って骨粗鬆症診断支援装置1全体を制御するCPU11と、固定的なプログラムやデータを記録するROM12と、作業メモリを提供するRAM13と、外部との通信を行うための通信インターフェース部14と、画像データを一時的に記憶するVRAM15と、VRAM15に記憶された画像データに基づいて画像を表示する表示部16と、詳細は後述するHDD17と、キーボードポインティングデバイス等の操作部18とを備えている。

0027

骨粗鬆症診断支援装置1の通信インターフェース部14と外部との通信方法は、有線通信でもよく、無線通信でもよく、有線無線を組み合わせた通信であってもよい。骨粗鬆症診断支援装置1としては、例えば、パーソナルコンピュータを挙げることができる。

0028

HDD17は、画像再構成処理プログラム画像表示処理プログラム、ROI設定プログラム、骨粗鬆症診断支援プログラム、判定結果表示プログラム等の各種プログラム、及び、歯科用X線撮影装置によるCT撮影の撮影データ、上記画像再構成処理プログラムによって生成された再構成ボリュームデータ、上記ROI設定プログラムによって生成されたROI設定データ、上記骨粗鬆症診断支援プログラムによって生成された判定結果データ、各種プログラムを実行する際に用いられる各種パラメータ設定値等の各種データを記憶する。

0029

画像再構成処理プログラムは、歯科用X線撮影装置によるCT撮影の撮影データを再構成して再構成ボリュームデータを生成するためのプログラムである。画像表示処理プログラムは、表示部16の表示画面に表示させる画像に対応する画像データを生成し、その作成した画像データに対応する画像を表示部16の表示画面に表示させるためのプログラムである。ROI設定プログラムは、ROIを設定するためのプログラムである。骨粗鬆症診断支援プログラムは、骨粗鬆症の病態を判定するためのプログラムである。判定結果表示プログラムは、骨粗鬆症の病態の判定結果を表示部16の表示画面に表示させる画像に対応する画像データを生成し、その作成した画像データに対応する画像を表示部16の表示画面に表示させるためのプログラムである。

0030

HDD17に記憶されている各プログラムは、骨粗鬆症診断支援装置1にプリインストールされていてもよく、光ディスク等の記憶媒体に格納された形態で流通されて骨粗鬆症診断支援装置1にインストールされてもよく、ネットワークを介して流通されて骨粗鬆症診断支援装置1にインストールされてもよい。HDD17に記憶されている各プログラム及び各データの一部を、HDD17ではなくROM12に記憶するようにしてもよい。

0031

図1Bは、HDD17に記憶されている骨粗鬆症診断支援プログラムの機能ブロック図である。

0032

HDD17に記憶されている骨粗鬆症診断支援プログラムは、CPU11で実行されることで骨粗鬆症診断支援装置1のハードウェアを、ROI設定データ入力部171、指標生成部172、判定部173、及び判定結果データ出力部174として機能させる。

0033

下顎骨下縁皮質骨がFOVに含まれるCT撮影の撮影データを再構成して得られる再構成ボリュームデータの下顎骨下縁皮質骨に対応する部分に収まる少なくとも一つのROI(Region of Interest)の設定データ(以下、「ROI設定データ」と称する)が、ROI設定データ入力部171に入力される。

0034

指標生成部172は、ROI内の濃度値のばらつき度合いを示す指標をROI毎に生成する。

0035

判定部173は、指標生成部172によって生成される指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定する。

0036

判定結果データ出力部174は、判定部17の判定結果を出力する。

0037

図2は、骨粗鬆症診断支援装置1の動作を示すフローチャートである。図2に示すフローチャートの動作主体は骨粗鬆症診断支援装置1であるが、図1Bに示した機能ブロックが実質的に動作主体になっている場合には図1Bに示した機能ブロックを用いて説明を行う。

0038

骨粗鬆症診断支援装置1はまず画像再構成処理プログラム、画像表示処理プログラム、ROI設定プログラム、骨粗鬆症診断支援プログラム、及び判定結果表示プログラムを起動させる。後述するステップS1は画像再構成処理プログラムが実行する処理であり、後述するステップS2は画像表示処理プログラムが実行する処理であり、後述するステップS3〜S6はROI設定プログラムが実行する処理であり、後述するステップS7〜S12は骨粗鬆症診断支援プログラムが実行する処理であり、後述するステップS13及びS14は判定結果表示プログラムが実行する処理である。なお、本実施形態では画像再構成処理プログラム、画像表示処理プログラム、ROI設定プログラム、骨粗鬆症診断支援プログラム、及び判定結果表示プログラムを最初に起動させているが、画像表示処理プログラム、ROI設定プログラム、骨粗鬆症診断支援プログラム、及び判定結果表示プログラムはステップS1の段階ではまだ不要であるため、ステップS1よりも後の段階でそれぞれ必要となる前までに起動させてもよい。

0039

骨粗鬆症診断支援装置1は、通信インターフェース部14を介して、下顎骨下縁皮質骨がFOVに含まれるCT撮影の撮影データを取得する。それから、骨粗鬆症診断支援装置1は、その取得したCT撮影の撮影データを従来の一般的な再構成アルゴリズムによって再構成して再構成ボリュームデータを生成する(ステップS1)。

0040

ステップS1において生成される再構成ボリュームデータは、図3に示すようなボクセルVC集合体である。ボクセルVCの2つの面はX軸に垂直であり、ボクセルVCの他の2つの面はY軸に垂直であり、ボクセルVCの残り2つの面はZ軸に垂直である。X軸が被写体である人の左右方向に沿い、Y軸が被写体である人の前後方向に沿い、Z軸が被写体である人の上下方向(体軸)に沿うようにCT撮影がなされている。したがって、図3に示す再構成ボリュームデータから得られるMPR像の一つである最前層のコロナル像の各ピクセル値は、図3に示す再構成ボリュームデータの最前層の各ボクセル値と同一の値になる。また、図3に示す再構成ボリュームデータから得られるMPR像の一つである最右層のサジタル像の各ピクセル値は、図3に示す再構成ボリュームデータの最右層の各ボクセル値と同一の値になる。また、図3に示す再構成ボリュームデータから得られるMPR像の一つである最上層アキシャル像の各ピクセル値は、図3に示す再構成ボリュームデータの最上層の各ボクセル値と同一の値になる。ここで、MPR像とは、CT撮影の撮影データを再構成して得られる再構成ボリュームデータを任意の断面で切り出して得られる像のことをいう。MPR像の種類としては、上述したコロナル像、サジタル像、及びアキシャル像以外に、図3に図示しているX軸、Y軸、及びZ軸のいずれにも垂直でないオブリーク像がある。

0041

ステップS1に続くステップS2において、骨粗鬆症診断支援装置1は、MPR像F1〜F3及びサーフェスレンダリング像F4を含む画像を表示部16の表示画面に表示させる。MPR像F1〜F3及びサーフェスレンダリング像F4はそれぞれ、ステップS1において生成される再構成ボリュームデータを用いて生成される。図4に示す画像は、MPR像F1〜F3及びサーフェスレンダリング像F4を含む画像の一例である。

0042

MPR像F1は、初期状態において、図3に図示しているY軸に垂直なコロナル像である。操作部18の操作内容がMPR像F1の向き変更を指示する内容である場合、MPR像F1は、初期状態のコロナル像から、図3に図示しているY軸に対して上記MPR像F1の向き変更に応じた斜めの方向に垂直なオブリーク像に変更される。すなわち、ユーザーが操作部18を操作することによって、MPR像F1を初期状態のコロナル像から図3に図示しているY軸に対して斜めの方向に垂直なオブリーク像に変更することが可能である。図4において、MPR像F1は、図3に図示しているY軸に対して斜めの方向に垂直なオブリーク像である。

0043

MPR像F2は、初期状態において、図3に図示しているX軸に垂直なサジタル像である。操作部18の操作内容がMPR像F2の向き変更を指示する内容である場合、MPR像F2は、初期状態のサジタル像から、図3に図示しているX軸に対して上記MPR像F2の向き変更に応じた斜めの方向に垂直なオブリーク像に変更される。すなわち、ユーザーが操作部18を操作することによって、MPR像F2を初期状態のサジタル像から図3に図示しているX軸に対して斜めの方向に垂直なオブリーク像に変更することが可能である。図4において、MPR像F2は、図3に図示しているX軸に対して斜めの方向に垂直なオブリーク像である。

0044

MPR像F3は、初期状態において、図3に図示しているZ軸に垂直なアキシャル像である。操作部18の操作内容がMPR像F3の向き変更を指示する内容である場合、MPR像F3は、初期状態のアキシャル像から、図3に図示しているZ軸に対して上記MPR像F3の向き変更に応じた斜めの方向に垂直なオブリーク像に変更される。すなわち、ユーザーが操作部18を操作することによって、MPR像F3を初期状態のアキシャル像から図3に図示しているZ軸に対して斜めの方向に垂直なオブリーク像に変更することが可能である。図4において、MPR像F3は、図3に図示しているZ軸に対して斜めの方向に垂直なオブリーク像である。

0045

サーフェスレンダリング像F4は、初期状態において、図3に図示しているX軸から視たサーフェスレンダリング像である。操作部18の操作内容が操作部18によってサーフェスレンダリング像F4の向き変更を指示する内容である場合、サーフェスレンダリング像F4は、初期状態の図3に図示しているX軸から視たサーフェスレンダリング像から、図3に図示しているX軸に対して上記サーフェスレンダリング像F4の向き変更に応じた斜めの方向から視たサーフェスレンダリング像に変更される。すなわち、ユーザーが操作部18を操作することによって、サーフェスレンダリング像F4を初期状態の図3に図示しているX軸から視たサーフェスレンダリング像から図3に図示しているX軸に対して斜めの方向から視たサーフェスレンダリング像に変更することが可能である。図4において、サーフェスレンダリング像F4は、初期状態の図3に図示しているX軸から視たサーフェスレンダリング像である。なお、サーフェスレンダリング像F4の代わりに、ステップS1において生成される再構成ボリュームデータを用いて生成されるボリュームレンダリング像を用いることもできる。

0046

また、図4に示す画像は、MPR像F1〜F3それぞれの右隣に位置するスライドバーを含んでいる。操作部18の操作内容がスライドバーの移動を指示する内容である場合、指示通りにスライドバーが移動し、その移動したスライドバーの左隣に位置する像の断層位置がスライドバーの移動に応じて変化するように、図4に示す画像が変更される。すなわち、ユーザーが操作部18を操作すること(例えば、操作部18の一部であるポインティングデバイスのドラッグ操作)によって、所望のスライドバーを移動させ、移動させたスライドバーの左隣に位置する像の断層位置を変更することが可能である。

0047

ステップS2に続くステップS3において、骨粗鬆症診断支援装置1は、ROI設定用のMPR像を指定する操作が操作部18に対してなされたか否かを確認する。

0048

本実施形態では、MPR像F2、MPR像F3、及びサーフェスレンダリング像F4それぞれに表示されたROI設定用のMPR像の断層位置2は、下顎骨下縁に沿った方向においてオトガイ孔3よりも後方に位置し、尚且つ、ROI設定用のMPR画像が下顎骨下縁に沿った方向に略直交するように、ユーザーが操作部18を操作することによって調整される。なお、MPR像F2、MPR像F3、及びサーフェスレンダリング像F4それぞれに表示されたROI設定用のMPR画像の断層位置2内の一つをユーザーが操作部18を操作することによって移動させると、残り二つの断層位置2が連動して移動する。

0049

ここで、ROI設定用のMPR画像の断層位置2を、下顎骨下縁に沿った方向においてオトガイ孔3よりも後方に位置するように調整している理由は、次の通りである。オトガイ孔3よりも後方の下顎体後部は、歯科治療の際などでCT撮影に基づく診断が行われる部位であり、通常の歯科用CT撮影であればFOVに確実に含まれている部位である。つまり、上記の調整によって、通常の歯科用CT撮影で得られる再構成ボリュームデータをそのまま利用して本実施形態を実施することが可能になる。

0050

ROI設定用のMPR画像の断層位置2を、ROI設定用のMPR像が下顎骨下縁に沿った方向に略直交するように調整している理由は、次の通りである。皮質骨は図5に示すような構造であって、ハバース管101と、フォルクマン管102と、ハバース系(骨単位)103と、介在層板104と、内基礎層板105と、外基礎層板106と、を有している。下顎骨下縁皮質骨では、各ハバース系(骨単位)103が下顎骨下縁に沿って近遠心方向に5mm〜20mm程度の長さで延びている。骨粗鬆症が起こっている場合、ハバース系(骨単位)103が溶けて抜け落ちた形態になる。ハバース系(骨単位)103が抜け落ちた部分とハバース系(骨単位)103以外の皮質骨組織とのX線透過率の差は、ハバース系(骨単位)103とハバース系(骨単位)103以外の皮質骨組織とのX線透過率の差よりも大きい。したがって、骨粗鬆症が起こっている場合、下顎骨下縁に沿った方向に直交する下顎骨下縁皮質骨のMPR像が、ピクセル値のばらつきが最大となる下顎骨下縁皮質骨のMPR像となる。つまり、上記の調整によって、骨粗鬆症が起こっている場合の下顎骨下縁皮質骨のMPR像のピクセル値ばらつきを大きくすることができ、後述するステップS8〜S10の判定精度が向上する。

0051

上記の調整が完了した後、ユーザーが操作部18を操作することによって、ROI設定用のMPR像が指定される。

0052

ROI設定用のMPR像を指定する操作が操作部18に対してなされていなければ(ステップS3のNO)、骨粗鬆症診断支援装置1は、ステップS3に戻って指定操作がなされるのを待つ。一方、ROI設定用のMPR像を指定する操作が操作部18に対してなされれば(ステップS3のYES)、骨粗鬆症診断支援装置1は、操作内容に従ってROI設定用のMPR像を生成して表示部16に表示させる(ステップS4)。このときの表示部16の表示画面は図6のようになる。

0053

ステップS4において生成するROI設定用のMPR像が例えば下顎骨下縁に沿った方向に直交していれば、ステップS4において生成するROI設定用のMPR像は、被写体である人の左右方向、被写体である人の前後方向、被写体である人の上下方向(体軸)のいずれにも垂直になっていない。このようにステップS4において生成するROI設定用のMPR像が、被写体である人の左右方向、被写体である人の前後方向、被写体である人の上下方向(体軸)のいずれにも垂直になっていない場合は、ステップS4において生成するROI設定用のMPR像のピクセル値に、ステップS1において生成される再構成ボリュームデータのボクセル値をそのまま当て嵌めることができない。この場合には、ステップS1において生成される再構成ボリュームデータのボクセル値に対して公知の補間処理(例えば、最近傍補間処理、三重線形補間処理、スプライン補間処理など)を施して、ステップS4において生成するROI設定用のMPR像のピクセル値を求めればよい。なお、上述したオブリーク像を生成する場合にも同様に、ステップS1において生成される再構成ボリュームデータのボクセル値に対して公知の補間処理を施して、オブリーク像のピクセル値を求めればよい。

0054

ステップS4に続くステップS5において、骨粗鬆症診断支援装置1は、ROIを指定する操作が操作部18に対してなされたか否かを確認する。

0055

本実施形態では、ROI設定用のMPR像上のROI4が下顎骨下縁皮質骨に収まるように、ユーザーが操作部18を操作することによって調整される。例えば、ユーザーが操作部18を操作することによってROI設定用のMPR像上の複数のポイントが選択され、その選択された複数のポイントを滑らかに繋いで形成される閉ループの内部をROI4とすれば良い。このときの表示部16の表示画面は図7のようになる。

0056

上記の調整が完了した後、ROIを指定する操作が操作部18に対してなされる。

0057

ROIを指定する操作が操作部18に対してなされていなければ(ステップS5のNO)、骨粗鬆症診断支援装置1は、ステップS5に戻って指定操作がなされるのを待つ。一方、ROIを指定する操作が操作部18に対してなされれば(ステップS5のYES)、その指定に従って骨粗鬆症診断支援装置1はROI設定用のMPR像毎にROI4を設定し、ROI設定データを生成する(ステップS6)。

0058

ステップS6に続くステップS7において、ROI設定データがROI設定データ入力部171に入力され、指標生成部172が、ROI4内のピクセル値の変動係数(=標準偏差の値/平均値の値)をROI設定用のMPR像毎に算出し、変動係数の最大値を求める(ステップS7)。

0059

ROI4が一つのみである場合には、指標生成部172がROI4内のピクセル値の変動係数を一つのみ算出し、その算出した変動係数の値を自動的に変動係数の最大値とする。一方、ROI4が複数ある場合には、指標生成部172がROI4内のピクセル値の変動係数をROI設定用のMPR像の個数分だけ算出し、その算出した変動係数の各値を比較して変動係数の最大値を求める。

0060

ステップS7に続くステップS8において、判定部173は、ステップS7で求めた変動係数の最大値が、事前に設定しておきHDD17に記憶されている閾値より大きいか否かを確認する。

0061

変動係数の最大値が閾値より大きければ(ステップS8のYES)、判定部173は、「骨粗鬆症の疑い有り」と判定する(ステップS9)。一方、変動係数の最大値が閾値より大きくなければ(ステップS8のNO)、判定部173は、「正常」と判定する(ステップS10)。

0062

判定部173によって「骨粗鬆症の疑い有り」と判定された場合(ステップS9)、判定結果データ出力部174は「骨粗鬆症の疑い有り」との判定結果を出力し(ステップS11)、骨粗鬆症診断支援装置1はその判定結果に従って「骨粗鬆症の疑い有り」という文字列を表示部16の表示画面に表示させ(ステップS13)、その後処理を終了する。一方、判定部173によって「正常」と判定された場合(ステップS10)、判定結果データ出力部174は「正常」との判定結果を出力し(ステップS12)、骨粗鬆症診断支援装置1はその判定結果に従って「正常」という文字列を表示部16の表示画面に表示させ(ステップS14)、その後処理を終了する。

0063

閾値を設定するために3名の被験者それぞれに関してROI設定用のMPR像を一つ指定し変動係数を求めたところ、下記の表1の結果を得た。は骨粗鬆症を患っていない被験者であり、乙及び丙は骨粗鬆症を患っているあるいは患っている可能性がある被験者である。したがって、閾値は例えば0.10に設定すればよい。被験者の数を増やすことによってより信頼性の高い閾値の設定が可能となる。

0064

骨粗鬆症診断支援装置1では、濃度値そのものに基づいて骨粗鬆症の病態を判定するのではなく、ROI4内のピクセル値(濃度値の一例)の変動係数に基づいて骨粗鬆症の病態を判定する。したがって、骨粗鬆症診断支援装置1によると、被写体中のある同一の物質に注目しても場所によって濃度値が大きく変動するCT撮影のデータを利用する場合であっても骨粗鬆症の病態を判定することができる。

0065

さらに、骨粗鬆症診断支援装置1によると、以下の恩恵が得られると期待できる。
(1)インプラント埋入前に骨粗鬆症の可能性を診断することで、インプラント手術の成功率を予測する際の根拠が得られる。これにより、インプラント手術の成功率の向上に貢献できる。
(2)再構成ボリュームデータから骨粗鬆症診断支援が得られることで、骨粗鬆症が原因と考えられる骨折を予防できる機会がより多くなる。
(3)パノラマX線画像は周囲の構造が重なり合った2次元画像として得られるのに対し、再構成ボリュームデータ及び再構成ボリュームデータから得られるMPR像は3次元的な構造をそのまま分析できるため、より精度の良い骨粗鬆症診断支援が得られる。

0066

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々変形が可能である。以下、幾つかの変形例について説明する。

0067

本発明において用いられる再構成ボリュームデータは、歯科用CT撮影装置によるCT撮影の撮影データを再構成して得られる再構成ボリュームデータに限定されない。本発明において用いられる再構成ボリュームデータは、CT撮影の撮影データを再構成して得られ尚且つFOV(Field ofview)に下顎骨下縁皮質骨が含まれている再構成ボリュームデータであれば良い。従って、被写体を構成する各物質のうちいずれか同一の物質に注目したときどのボクセルでも略同一の濃度値が得られ、場所による濃度値の変動が小さいCT撮影の撮影データを再構成して得られる再構成ボリュームデータであっても構わない。

0068

また上述した実施形態とは異なり、ROI4が複数ある場合には、指標生成部172がROI4内のピクセル値の変動係数をROI設定用のMPR像の個数分だけ算出し、判定部173が指標生成部172によって算出された変動係数の各値を比較して変動係数の最大値を求めてもよい。

0069

ステップS7において、指標生成部172が変動係数の最大値ではなく変動係数の平均値を求め、ステップS8において、判定部173が変動係数の平均値が閾値より大きいか否かを確認するようにしてもよい。なお、ROI4が複数ある場合には、指標生成部172がROI4内のピクセル値の変動係数をROI設定用のMPR像の個数分だけ算出し、判定部173が指標生成部172によって算出された変動係数の平均値を求めてもよい。

0070

変動係数を用いる代わりに、分散、標準偏差などを用いても良い。なお、ROI4内のピクセル値のばらつき度合いを示す指標は、変動係数、分散、標準偏差などのように数値化できるものに限定されない。例えば、図8に示すROI4内のピクセル値に関するヒストグラムも、ROI4内のピクセル値のばらつき度合いを示す指標になり得る。したがって、ステップS7において変動係数の最大値を求める代わりにROI4内のピクセル値に関するヒストグラムを求めてもよい。この場合、求めたヒストグラムが、骨粗鬆症を患っている集団におけるROI4内のピクセル値に関するヒストグラムのサンプル集と、骨粗鬆症を患っていない集団におけるROI4内のピクセル値に関するヒストグラムのサンプル集とのいずれに近いかをヒストグラムのパターンマッチングなどによって評価すればよい。

0071

上述した実施形態では「骨粗鬆症の疑い有り」と「正常」の二段階判定であったが、閾値を2つ以上設定することで三段階以上の判定が可能になる。例えば、閾値を2つ設定した場合、「骨粗鬆症の疑い有り」と「骨粗鬆症の疑いがやや有り」と「正常」の三段階判定が可能となる。また、使用する閾値を性別年齢に応じて変更するようにしてもよい。

0072

また、閾値を設定せずに、ROI4内のピクセル値のばらつき度合いを示す指標に応じて骨粗鬆症の可能性を連続的に判定するようにしてもよい。例えば、ROI4内のピクセル値のばらつき度合いを示す指標に応じて骨粗鬆症の可能性を百分率や色で示しても良い。

0073

また上述した実施形態とは異なり、MPR像を経由せずに、下顎骨下縁皮質骨に収まる再構成ボリュームデータの3次元ROIを設定し、その設定した3次元ROI内のボクセル値のばらつき度合いを示す指標(例えば、変動係数、分散、標準偏差など)を生成し、その生成した指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定するようにしてもよい。

0074

また上述した実施形態とは異なり、2次元ROI内のピクセル値を変換したCT値のばらつき度合いを示す指標を生成し、その生成した指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定するようにしてもよい。この場合、ピクセル値からCT値への変換は、骨粗鬆証診断支援プログラムの実行前に実施しても良く、骨粗鬆証診断支援プログラムの実行中に実施しても良い。

0075

また上述した実施形態とは異なり、MPR像を経由せずに、下顎骨下縁皮質骨に収まる再構成ボリュームデータの3次元ROIを設定し、その設定した3次元ROI内のボクセル値を変換したCT値のばらつき度合いを示す指標を生成し、その生成した指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定するようにしてもよい。この場合、ボクセル値からCT値への変換は、骨粗鬆証診断支援プログラムの実行前に実施しても良く、骨粗鬆証診断支援プログラムの実行中に実施しても良い。

0076

画像表示処理プログラム、ROI設定プログラム、骨粗鬆症診断支援プログラム、及び判定結果表示プログラムはそれぞれ独立したプログラムであっても良く、少なくとも二つのプログラムが統合されていても良い。プログラムの統合例としては、ROI設定プログラムを画像表示処理プログラムに含める形態(画像表示処理プログラムの機能を拡張する形態)、ROI設定プログラムを骨粗鬆症診断支援プログラムに含める形態(骨粗鬆症診断支援プログラムの機能を拡張する形態)、判定結果表示プログラムを画像表示処理プログラムに含める形態(画像表示処理プログラムの機能を拡張する形態)、判定結果表示を骨粗鬆症診断支援プログラムに含める形態(骨粗鬆症診断支援プログラムの機能を拡張する形態)等を挙げることができる。

0077

一方、骨粗鬆症診断支援装置1がROI設定プログラムを備えない構成にしても良い。この場合、例えば骨粗鬆症診断支援装置1が通信インターフェース部14を介してROI設定データを取得するようにすれば良い。また、骨粗鬆症診断支援装置1が判定結果表示プログラムを備えない構成にしても良い。この場合、例えば骨粗鬆症診断支援装置1が通信インターフェース部14を介して判定結果データを外部に送るようにすれば良い。

0078

1骨粗鬆症診断支援装置
11 CPU
12 ROM
13 RAM
14通信インターフェース部
15VRAM
16 表示部
17 HDD
171ROI設定データ入力部
172指標生成部
173 判定部
174判定結果データ出力部
18 操作部
2 ROI設定用のMPR像の断層位置
3オトガイ孔
4 ROI
F1コロナル像
F2サジタル像
F3アキシャル像
F4サーフェスレンダリング像
VCボクセル

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