特許 7016294 骨塩情報取得装置、方法およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-27

(45)【発行日】2022-02-04

(54)【発明の名称】骨塩情報取得装置、方法およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/00 20060101AFI20220128BHJP

   A61B 6/02 20060101ALI20220128BHJP

【ＦＩ】

A61B6/00 330Z

A61B6/02 301H

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2018109990

(22)【出願日】2018-06-08

(65)【公開番号】P2019209028

(43)【公開日】2019-12-12

【審査請求日】2020-08-13

(73)【特許権者】

【識別番号】306037311

【氏名又は名称】富士フイルム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高橋 知幸

【審査官】松岡 智也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－１４７８６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１６７１５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０５４３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０８４８０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０４３９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１６７９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０８６７７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ６／００－６／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射線源から出射された放射線を被写体の正面から照射する基準線源位置を含む複数の線源位置から、骨部および軟部を含む前記被写体に面状に前記放射線を照射することにより取得された、一次線成分および散乱線成分をそれぞれ含む複数の放射線画像のうちの、前記基準線源位置において取得された１つの放射線画像の画素毎に前記被写体の体厚を推定する体厚推定部と、
前記複数の放射線画像に基づいて前記１つの放射線画像の撮影方向における骨部の厚さを取得し、前記１つの放射線画像における骨部領域の画素値を、骨部の厚さと、骨部領域の画素値と、放射線画像に含まれる軟部領域の影響を除去した骨部画素値との関係を規定したテーブルまたは演算式により変換することによって、前記１つの放射線画像における骨部領域の画素毎に骨部画素値を取得する骨部画素値取得部と、
前記放射線源に印加される管電圧に応じて用意された、体厚と補正係数との関係を規定したテーブルであって、前記補正係数は、前記骨部画素値を、基準撮影条件である基準管電圧により取得される放射線画像に含まれる骨部領域の画素毎の画素値に変換するための補正係数であるテーブルを参照して、前記１つの放射線画像を取得した際の撮影条件に含まれる管電圧および前記画素毎の体厚に応じた補正係数を取得し、前記取得した補正係数により前記骨部画素値を補正することによって、前記骨部領域の画素毎に該骨部領域における骨塩量を表す骨塩情報を取得する情報取得部とを備えた骨塩情報取得装置。

【請求項2】

前記放射線源を検出部に対して相対的に移動させ、前記放射線源の移動による前記複数の線源位置において、前記被写体に前記放射線を照射するトモシンセシス撮影により生成された、前記複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像を前記複数の放射線画像として取得する画像取得部と、
前記複数の放射線画像を再構成することにより、前記１つの放射線画像の撮影方向に直交する前記被写体の複数の断層面のそれぞれにおける複数の断層画像を生成する再構成部とをさらに備え、
前記骨部画素値取得部は、前記複数の断層画像に含まれる前記骨部の領域に基づいて前記骨部の厚さを取得する請求項１に記載の骨塩情報取得装置。

【請求項3】

前記被写体の側面から前記放射線を照射する線源位置から前記被写体に前記放射線を照射することにより生成された、撮影方向が前記１つの放射線画像と直交する他の放射線画像および前記１つの放射線画像を、前記複数の放射線画像として取得する画像取得部をさらに備え、
前記骨部画素値取得部は、前記他の放射線画像に含まれる前記骨部の領域に基づいて前記骨部の厚さを取得する請求項１に記載の骨塩情報取得装置。

【請求項4】

前記骨塩情報に関連する関連情報を表示部に表示する表示制御部をさらに備えた請求項１から３のいずれか１項に記載の骨塩情報取得装置。

【請求項5】

前記表示制御部は、前記１つの放射線画像から取得された、前記被写体の軟部領域を表す軟部画像、または前記１つの放射線画像に前記骨塩情報を重畳した合成画像を、前記関連情報として前記表示部に表示する請求項４に記載の骨塩情報取得装置。

【請求項6】

前記表示制御部は、前記骨塩情報から算出された骨強度を、前記関連情報として前記表示部に表示する請求項４または５に記載の骨塩情報取得装置。

【請求項7】

前記表示制御部は、前記被写体が複数の骨を含む場合、骨毎に取得された前記関連情報を前記表示部に表示する請求項４から６のいずれか１項に記載の骨塩情報取得装置。

【請求項8】

前記表示制御部は、前記骨部領域内の部分領域についての前記関連情報を前記表示部に表示する請求項４から７のいずれか１項に記載の骨塩情報取得装置。

【請求項9】

前記部分領域は、前記骨部領域における海綿骨の領域である請求項８に記載の骨塩情報取得装置。

【請求項10】

前記表示制御部は、前記被写体が複数の骨を含む場合、骨間における前記骨塩情報の比較結果を、前記関連情報として前記表示部に表示する請求項４から９のいずれか１項に記載の骨塩情報取得装置。

【請求項11】

前記表示制御部は、前記骨部領域内の部分領域間における前記骨塩情報の比較結果を、前記関連情報として前記表示部に表示する請求項４から１０のいずれか１項に記載の骨塩情報取得装置。

【請求項12】

前記表示制御部は、同一被写体に関して取得日時が異なる過去の骨塩情報と前記骨塩情報との比較結果を、前記関連情報として前記表示部に表示する請求項４から１１のいずれか１項に記載の骨塩情報取得装置。

【請求項13】

前記表示制御部は、前記骨部領域が椎骨領域である場合、脊柱のアライメントおよび前記骨塩情報から生成された骨折リスクを表す情報を、前記関連情報として前記表示部に表示する請求項４から１２のいずれか１項に記載の骨塩情報取得装置。

【請求項14】

前記関連情報を生成する関連情報生成部をさらに備えた請求項４から１３のいずれか１項に記載の骨塩情報取得装置。

【請求項15】

放射線源から出射された放射線を被写体の正面から照射する基準線源位置を含む複数の線源位置から、骨部および軟部を含む前記被写体に面状に前記放射線を照射することにより取得された、一次線成分および散乱線成分をそれぞれ含む複数の放射線画像のうちの、前記基準線源位置において取得された１つの放射線画像の画素毎に前記被写体の体厚を推定し、
前記複数の放射線画像に基づいて前記１つの放射線画像の撮影方向における骨部の厚さを取得し、前記１つの放射線画像における骨部領域の画素値を、骨部の厚さと、骨部領域の画素値と、放射線画像に含まれる軟部領域の影響を除去した骨部画素値との関係を規定したテーブルまたは演算式により変換することによって、前記１つの放射線画像における骨部領域の画素毎に骨部画素値を取得し、
前記放射線源に印加される管電圧に応じて用意された、体厚と補正係数との関係を規定したテーブルであって、前記補正係数は、前記骨部画素値を、基準撮影条件である基準管電圧により取得される放射線画像に含まれる骨部領域の画素毎の画素値に変換するための補正係数であるテーブルを参照して、前記１つの放射線画像を取得した際の撮影条件に含まれる管電圧および前記画素毎の体厚に応じた補正係数を取得し、前記取得した補正係数により前記骨部画素値を補正することによって、前記骨部領域の画素毎に該骨部領域における骨塩量を表す骨塩情報を取得する骨塩情報取得方法。

【請求項16】

放射線源から出射された放射線を被写体の正面から照射する基準線源位置を含む複数の線源位置から、骨部および軟部を含む前記被写体に面状に前記放射線を照射することにより取得された、一次線成分および散乱線成分をそれぞれ含む複数の放射線画像のうちの、前記基準線源位置において取得された１つの放射線画像の画素毎に前記被写体の体厚を推定する手順と、
前記複数の放射線画像に基づいて前記１つの放射線画像の撮影方向における骨部の厚さを取得し、前記１つの放射線画像における骨部領域の画素値を、骨部の厚さと、骨部領域の画素値と、放射線画像に含まれる軟部領域の影響を除去した骨部画素値との関係を規定したテーブルまたは演算式により変換することによって、前記１つの放射線画像における骨部領域の画素毎に骨部画素値を取得する手順と、
前記放射線源に印加される管電圧に応じて用意された、体厚と補正係数との関係を規定したテーブルであって、前記補正係数は、前記骨部画素値を、基準撮影条件である基準管電圧により取得される放射線画像に含まれる骨部領域の画素毎の画素値に変換するための補正係数であるテーブルを参照して、前記１つの放射線画像を取得した際の撮影条件に含まれる管電圧および前記画素毎の体厚に応じた補正係数を取得し、前記取得した補正係数により前記骨部画素値を補正することによって、前記骨部領域の画素毎に該骨部領域における骨塩量を表す骨塩情報を取得する手順とをコンピュータに実行させる骨塩情報取得プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、骨を含む放射線画像を用いて骨塩情報を取得する骨塩情報取得装置、方法およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

骨粗鬆症等の骨系疾患において、骨密度の診断に用いられる代表的な骨塩定量方法の一つにＤＸＡ法（Dual X-ray Absorptiometry）が知られている。ＤＸＡ法は、人体に入射し透過する放射線が、人体を構成する物質（例えば骨）に依存する質量減弱係数μ（ｃｍ²／ｇ）とその密度ρ(ｇ／ｃｍ³)および厚さｔ(ｃｍ)によって特徴づけされる減弱を受けることを利用し、２種類のエネルギーの放射線で撮影して得られた放射線画像のピクセル値から、骨塩量を算出する手法である。

【0003】

また、照射された放射線に応じた電荷を蓄積する複数の画素を含む放射線検出器を２つ備え、これらの２つの放射線検出器が積層されて配置された放射線画像撮影装置が知られている。また、この種の放射線画像撮影装置において、各放射線検出器に照射された放射線の線量に応じた電気信号の各々を用いて、被写体の骨塩量を測定する技術が知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－１５４５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、放射線画像を取得する際には、被写体内において放射線が散乱することにより散乱線が発生するが、ＤＸＡ法においては、散乱線の影響が低減されるように放射線を被写体に照射している。ＤＸＡ法により骨塩情報を取得するためには、上記のように放射線を被写体に照射するための専用の装置が必要となることから、既存の設備を使用することができない。また、ＤＸＡ法は、個々の骨についての骨塩量を算出するものであるため、骨の部分毎に骨塩情報を評価することができない。

【0006】

本開示は、上記事情に鑑みなされたものであり、既存の設備を使用して骨塩情報を取得できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示による骨塩情報取得装置は、骨部および軟部を含む被写体を透過した放射線により取得された、一次線成分および散乱線成分をそれぞれ含む複数の放射線画像に基づいて、複数の放射線画像のうちの少なくとも１つの放射線画像の画素毎に被写体の体厚を推定する体厚推定部と、
少なくとも１つの放射線画像に基づいて、被写体の骨部領域の画素値である骨部画素値を取得する骨部画素値取得部と、
少なくとも１つの放射線画像を取得した際の撮影条件、画素毎の体厚および骨部画素値に基づいて、骨部領域の画素毎に骨部領域における骨塩量を表す骨塩情報を取得する情報取得部とを備える。

【0008】

なお、本開示による骨塩情報取得装置においては、放射線源を検出部に対して相対的に移動させ、放射線源の移動による複数の線源位置において、被写体に放射線を照射するトモシンセシス撮影により生成された、複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像を複数の放射線画像として取得する画像取得部と、
複数の放射線画像を再構成することにより、被写体の複数の断層面のそれぞれにおける複数の断層画像を生成する再構成部とをさらに備え、
骨部画素値取得部は、複数の断層画像に含まれる骨部の領域に基づいて、断層面に直交する方向における骨部の厚さを取得し、骨部の厚さに基づいて、骨部画素値を取得するものであってもよい。

【0009】

また、本開示による骨塩情報取得装置においては、互いに直交する複数の方向から被写体に放射線を照射することにより生成された、複数の放射線画像を取得する画像取得部をさらに備え、
骨部画素値取得部は、複数の放射線画像に含まれる骨部の領域に基づいて、複数の放射線画像のうちの１つの放射線画像の撮影方向における骨部の厚さを取得し、骨部の厚さに基づいて、骨部画素値を取得するものであってもよい。

【0010】

また、本開示による骨塩情報取得装置においては、情報取得部は、骨部画素値を、基準撮影条件に基づいて取得される放射線画像に含まれる骨部領域の画素値に変換することにより、骨塩情報を取得するものであってもよい。

【0011】

また、本開示による骨塩情報取得装置においては、基準撮影条件は、少なくとも１つの放射線画像を取得する際に、放射線源に印加される管電圧であってもよい。

【0012】

また、本開示による骨塩情報取得装置においては、情報取得部は、基準撮影条件、体厚に応じたビームハードニング、および撮影時における散乱線除去グリッドの有無の少なくとも１つの情報に応じた補正係数に基づいて、骨部画素値を変換することにより骨塩情報を取得するものであってもよい。

【0013】

また、本開示による骨塩情報取得装置においては、骨塩情報に関連する関連情報を表示部に表示する表示制御部をさらに備えるものであってもよい。

【0014】

骨塩情報に関連する関連情報は、骨塩情報から算出される新たな情報、および骨塩情報と他の情報とから算出される新たな情報を含む。また、関連情報は骨塩情報そのものであってもよい。

【0015】

また、本開示による骨塩情報取得装置においては、表示制御部は、少なくとも１つの放射線画像から取得された、被写体の軟部領域を表す軟部画像、または少なくとも１つの放射線画像に骨塩情報を重畳した合成画像を、関連情報として表示部に表示するものであってもよい。

【0016】

また、本開示による骨塩情報取得装置においては、表示制御部は、骨塩情報から算出された骨強度を、関連情報として表示部に表示するものであってもよい。

【0017】

また、本開示による骨塩情報取得装置においては、表示制御部は、被写体が複数の骨を含む場合、骨毎に取得された関連情報を表示部に表示するものであってもよい。

【0018】

また、本開示による骨塩情報取得装置においては、表示制御部は、骨部領域内の部分領域についての関連情報を表示部に表示するものであってもよい。

【0019】

また、本開示による骨塩情報取得装置においては、部分領域は、骨部領域における海綿骨の領域であってもよい。

【0020】

また、本開示による骨塩情報取得装置においては、表示制御部は、被写体が複数の骨を含む場合、骨間における骨塩情報の比較結果を、関連情報として表示部に表示するものであってもよい。

【0021】

また、本開示による骨塩情報取得装置においては、表示制御部は、骨部領域内の部分領域間における骨塩情報の比較結果を、関連情報として表示部に表示するものであってもよい。

【0022】

また、本開示による骨塩情報取得装置においては、表示制御部は、同一被検体に関して取得日時が異なる過去の骨塩情報と取得した骨塩情報との比較結果を、関連情報として表示部に表示するものであってもよい。

【0023】

また、本開示による骨塩情報取得装置においては、表示制御部は、骨部領域が椎骨領域である場合、脊柱のアライメントおよび骨塩情報から生成された骨折リスクを表す情報を、関連情報として表示部に表示するものであってもよい。

【0024】

また、本開示による骨塩情報取得装置においては、関連情報を生成する関連情報生成部をさらに備えるものであってもよい。

【0025】

本開示による骨塩情報取得方法は、骨部および軟部を含む被写体を透過した放射線により取得された、一次線成分および散乱線成分をそれぞれ含む複数の放射線画像に基づいて、複数の放射線画像のうちの少なくとも１つの放射線画像の画素毎に被写体の体厚を推定し、
少なくとも１つの放射線画像に基づいて、被写体の骨部領域の画素値である骨部画素値を取得し、
少なくとも１つの放射線画像を取得した際の撮影条件、画素毎の体厚および骨部画素値に基づいて、骨部領域の画素毎に骨部領域における骨塩量を表す骨塩情報を取得する。

【0026】

なお、本開示による骨塩情報取得方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。

【0027】

本開示による他の骨塩情報取得装置は、コンピュータに実行させるための命令を記憶するメモリと、
記憶された命令を実行するよう構成されたプロセッサとを備え、プロセッサは、
骨部および軟部を含む被写体を透過した放射線により取得された、一次線成分および散乱線成分をそれぞれ含む複数の放射線画像に基づいて、複数の放射線画像のうちの少なくとも１つの放射線画像の画素毎に被写体の体厚を推定し、
少なくとも１つの放射線画像に基づいて、被写体の骨部領域の画素値である骨部画素値を取得し、
少なくとも１つの放射線画像を取得した際の撮影条件、画素毎の体厚および骨部画素値に基づいて、骨部領域の画素毎に骨部領域における骨塩量を表す骨塩情報を取得する処理を実行する。

【発明の効果】

【0028】

本開示によれば、複数の放射線画像のうちの少なくとも１つの放射線画像の画素毎に被写体の体厚が推定され、少なくとも１つの放射線画像に基づいて被写体の骨部領域の画素値である骨部画素値が取得される。そして、少なくとも１つの放射線画像を取得した際の撮影条件、画素毎の体厚および骨部画素値に基づいて、骨部領域の画素毎に骨部領域における骨塩量を表す骨塩情報が取得される。このため、ＤＸＡ法のように専用の装置を使用しなくても、骨塩情報を取得することができる。また、骨部領域の画素毎に骨塩情報が取得されるため、骨の部分毎に骨塩情報を評価することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本開示の実施形態による骨塩情報取得装置を適用した放射線画像撮影システムの構成を示す概略ブロック図

【図2】本実施形態による骨塩情報取得装置の概略構成を示す図

【図3】トモシンセシス撮影を説明するための図

【図4】体厚推定部の構成を示す概略ブロック図

【図5】複数の断層画像のうちの一部の断層画像を断層面が並ぶ順に示す図

【図6】骨部の厚さの取得を説明するための図

【図7】体厚に対する骨部と軟部とのコントラストの関係を示す図

【図8】補正係数を取得するためのルックアップテーブルを示す図

【図9】軟部画像を示す図

【図10】表示部に表示された関連情報を示す図

【図11】本実施形態において行われる処理を示すフローチャート

【図12】表示部に表示された骨塩情報を示す図

【図13】表示部に表示された骨強度を示す図

【図14】表示部に表示された骨塩情報の統計値を示す図

【図15】表示部に表示された骨塩情報の統計値を示す図

【図16】表示部に表示された骨部領域内の部分領域の骨塩情報の統計値を示す図

【図17】表示部に表示された部分領域の骨塩情報の統計値を示す図

【図18】表示部に表示された部分領域の骨塩情報の統計値を示す図

【図19】表示部に表示された部分領域の骨塩情報の統計値を示す図

【図20】表示部に表示された骨間の統計値の比較結果を示す図

【図21】表示部に表示された部分領域間の統計値の比較結果を示す図

【図22】表示部に表示された骨塩情報の比較結果を示す図

【図23】表示部に表示された骨折リスクを示す図

【図24】体厚を推定するための他の手法を説明するための図

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、図面を参照して本開示の実施形態について説明する。図１は本開示の実施形態による骨塩情報取得装置を適用した放射線画像撮影システムの構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように、本実施形態による放射線画像撮影システムは、被写体Ｈを撮影して放射線画像を取得し、取得した放射線画像を用いて骨塩情報を取得するためのものであり、撮影装置１と、本実施形態による骨塩情報取得装置を内包するコンピュータ２とを備える。

【0031】

撮影装置１は、トモシンセシス撮影を行うためのものであり、Ｘ線源３、放射線検出器５およびＸ線源３の移動機構６を備える。なお、図１においては、被写体Ｈを支持するための撮影台を省略している。Ｘ線源３は移動機構６により円弧または直線に沿って移動し、移動経路上の複数の位置において、被写体ＨにＸ線を照射する。本実施形態においては図１の矢印Ａに示すように、円弧に沿ってＸ線源３を移動させるものとする。なお、トモシンセシス撮影の詳細については後述する。トモシンセシス撮影により取得された複数の放射線画像は、骨塩情報取得装置であるコンピュータ２に入力される。なお、本実施形態においては、被写体Ｈの撮影時には、被写体Ｈを透過したＸ線の散乱線成分を除去する散乱線除去グリッドは使用されない。このため、複数の放射線画像には、被写体Ｈを透過したＸ線の一次線成分および散乱線成分がそれぞれ含まれる。

【0032】

放射線検出器５は、放射線画像の記録および読み出しを繰り返して行うことができるものであり、放射線の照射を直接受けて電荷を発生する直接型の放射線検出器を用いてもよいし、放射線を一旦可視光に変換し、その可視光を電荷信号に変換する間接型の放射線検出器を用いるようにしてもよい。また、放射線画像信号の読出方式としては、ＴＦＴ（thin film transistor）スイッチをオン・オフさせることによって放射線画像信号が読み出されるＴＦＴ読出方式のもの、または読取り光を照射することによって放射線画像信号が読み出される光読出方式のものを用いることが望ましいが、これに限らずその他のものを用いるようにしてもよい。

【0033】

コンピュータ２には表示部８および入力部９が接続されている。表示部８は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）あるいは液晶ディスプレイ等からなり、撮影により取得された放射線画像およびコンピュータ２において行われる処理に必要な各種入力の補助を行う。入力部９は、キーボード、マウスあるいはタッチパネル等からなる。

【0034】

コンピュータ２には、本実施形態の骨塩情報取得プログラムがインストールされている。本実施形態においては、コンピュータは、操作者が直接操作するワークステーションあるいはパソコンでもよいし、それらとネットワークを介して接続されたサーバコンピュータでもよい。骨塩情報取得プログラムは、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）等の記録媒体に記録されて配布され、その記録媒体からコンピュータにインストールされる。もしくは、ネットワークに接続されたサーバコンピュータの記憶装置、あるいはネットワークストレージに、外部からアクセス可能な状態で記憶され、要求に応じてコンピュータにダウンロードされ、インストールされる。

【0035】

図２は、本実施形態において、コンピュータ２に骨塩情報取得プログラムをインストールすることにより実現された骨塩情報取得装置の概略構成を示す図である。図２に示すように、骨塩情報取得装置は、標準的なコンピュータの構成として、ＣＰＵ(Central Processing Unit)２１、メモリ２２およびストレージ２３を備えている。

【0036】

ストレージ２３は、ハードディスクまたはＳＳＤ（Solid State Drive）等のストレージデバイスからなり、撮影装置１の各部を駆動するためのプログラムおよび骨塩情報取得プログラムを含む各種情報が記憶されている。また、撮影により取得された複数の放射線画像Ｇｉも記憶される。

【0037】

メモリ２２には、各種処理をＣＰＵ２１に実行させるために、ストレージ２３に記憶されたプログラム等が一時的に記憶される。骨塩情報取得プログラムは、ＣＰＵ２１に実行させる処理として、撮影装置１に撮影を行わせて一次線成分および散乱線成分をそれぞれ含む複数の放射線画像を取得する画像取得処理、複数の放射線画像のうちの少なくとも１つの放射線画像に基づいて、少なくとも１つの放射線画像の画素毎に被写体Ｈの体厚を推定する体厚推定処理、少なくとも１つの放射線画像に基づいて、被写体Ｈの骨部領域の画素値である骨部画素値を取得する骨部画素値取得処理、少なくとも１つの放射線画像を取得した際の撮影条件、画素毎の体厚および骨部画素値に基づいて、骨部領域の画素毎に骨部領域における骨塩量を表す骨塩情報を取得する情報取得処理、骨塩情報に関連する関連情報を生成する関連情報生成処理、関連情報を表示部に表示する表示制御処理、および複数の放射線画像を再構成して断層画像を生成する再構成処理を規定する。

【0038】

そして、ＣＰＵ２１が骨塩情報取得プログラムに従いこれらの処理を実行することで、コンピュータ２は、画像取得部３１、体厚推定部３２、骨部画素値取得部３３、情報取得部３４、関連情報生成部３５、表示制御部３６および再構成部３７として機能する。なお、本実施形態においては、ＣＰＵ２１が骨塩情報取得プログラムによって、各部の機能を実行するようにしたが、ソフトウェアを実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサとしては、ＣＰＵ２１の他、ＦＰＧＡ (Field Programmable Gate Array)等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device:ＰＬＤ）を用いることができる。また、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等により、各部の処理を実行するようにしてもよい。

【0039】

１つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡ、またはＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ等）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアントおよびサーバ等のコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウェアとの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip:ＳｏＣ）等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを１つ以上用いて構成される。

【0040】

さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路（circuitry）である。

【0041】

画像取得部３１は、移動機構６を駆動することによりＸ線源３を移動させ、Ｘ線源３の移動による複数の線源位置において、被写体ＨにＸ線を照射し、被写体Ｈを透過したＸ線を放射線検出器５により検出するトモシンセシス撮影を撮影装置１に行わせることにより、複数の線源位置における複数の放射線画像Ｇｉ（ｉ＝１～ｎ、ｎは線源位置の数であり、例えばｎ＝１５）を取得する。この際、Ｘ線源３において使用するターゲットおよびフィルタの種類、撮影線量、管電圧およびＳＩＤ等の撮影条件が設定される。撮影条件は、操作者による入力部９からの入力により設定すればよい。設定された撮影条件は、ストレージ２３に保存される。なお、本実施形態においては、被写体Ｈの胸部から腹部を撮影して、胸部から腹部についての複数の放射線画像Ｇｉを取得するものとする。なお、移動機構６は公知の任意の機構を用いることができる。

【0042】

図３はトモシンセシス撮影を説明するための図である。図３に示すように、画像取得部３１が、移動機構６によりＸ線源３をＳ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎの各線源位置に移動し、各線源位置においてＸ線源３を駆動して被写体ＨにＸ線を照射し、被写体Ｈを透過したＸ線を放射線検出器５により検出することにより、各線源位置Ｓ１～Ｓｎに対応して、放射線画像Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎが取得される。なお、各線源位置Ｓ１～Ｓｎにおいては、同一の線量のＸ線が被写体Ｈに照射される。取得された複数の放射線画像Ｇｉはストレージ２３に保存される。また、骨塩情報取得プログラムとは別個のプログラムにより複数の放射線画像Ｇｉを取得してストレージ２３に保存するようにしてもよい。この場合、画像取得部３１は、ストレージ２３に保存された複数の放射線画像Ｇｉを、処理のためにストレージ２３から読み出すものとなる。なお、図３において、線源位置Ｓｄは、Ｘ線源３からのＸ線の光軸が放射線検出器５と直交する線源位置である。

【0043】

ここで再構成部３７について先に説明する。再構成部３７は、複数の放射線画像Ｇｉを再構成することにより、被写体Ｈの所望とする断層面を強調した断層画像を生成する。具体的には、再構成部３７は、単純逆投影法あるいはフィルタ逆投影法等の周知の逆投影法等を用いて複数の放射線画像Ｇｉを再構成して、被写体Ｈの複数の断層面のそれぞれにおける断層画像Ｄｊ（ｊ＝１～ｍ：ｍは断層面の数）を生成する。

【0044】

体厚推定部３２は、複数の放射線画像Ｇｉのうちの少なくとも１つの放射線画像に基づいて、少なくとも１つの放射線画像の画素毎に被写体Ｈの体厚を推定する。なお、本実施形態においては、線源位置Ｓｄにおいて取得された１つの放射線画像Ｇｄに基づいて被写体Ｈの体厚を推定するものとする。体厚は放射線画像Ｇｄの画素毎に推定されることから、体厚推定部３２は、放射線画像Ｇｄにおける体厚分布を推定することとなる。体厚の推定に際し、体厚推定部３２は、放射線画像Ｇｄの低周波成分を表す低周波画像を生成し、低周波画像を用いて体厚を推定してもよい。

【0045】

本実施形態においては、体厚推定部３２は、例えば特開２０１５－０４３９５９号公報に記載された手法を用いて、被写体Ｈの体厚を推定する。図４は体厚推定部３２の構成を示す概略ブロック図である。図４に示すように、体厚推定部３２は、仮想モデル取得部４１、推定画像生成部４２、修正部４３および体厚分布決定部４４を備える。

【0046】

仮想モデル取得部４１は、初期体厚分布Ｔ０（ｘ，ｙ）を有する被写体Ｈの仮想モデルＫを取得する。なお、本実施形態においては、ストレージ２３に、初期体厚分布Ｔ０（ｘ，ｙ）を有する被写体Ｈの仮想モデルＫが記憶される。仮想モデルＫは、初期体厚分布Ｔ０（ｘ，ｙ）に従った体厚がｘｙ平面上の各位置に対応付けられた被写体Ｈを仮想的に表すデータである。

【0047】

推定画像生成部４２は、仮想モデルＫに基づいて、仮想モデルＫの撮影により得られる一次線画像を推定した推定一次線画像と、仮想モデルＫの撮影により得られる散乱線画像を推定した推定散乱線画像とを合成した画像を、被写体Ｈの撮影により得られた放射線画像Ｇｄを推定した推定画像として生成する。

【0048】

修正部４３は、推定画像と放射線画像Ｇｄとに基づいて、推定画像と放射線画像Ｇｄとの違いが小さくなるように仮想モデルＫの初期体厚分布Ｔ０（ｘ，ｙ）を修正する。

【0049】

推定画像生成部４２および修正部４３は、推定画像と放射線画像Ｇｄとの違いが予め定められた終了条件を満たすまで推定画像の生成および体厚分布の修正を繰り返し行う。

【0050】

体厚分布決定部４４は、終了条件を満たした際の体厚分布を放射線画像Ｇｄの体厚分布、すなわち画素毎の体厚Ｔ（ｘ，ｙ）に決定する。

【0051】

骨部画素値取得部３３は、複数の放射線画像Ｇｉに基づいて、被写体Ｈの骨部領域の画素値である骨部画素値を取得する。ここで、放射線画像Ｇｉには被写体Ｈの骨部領域と軟部領域とが含まれるが、骨部領域には軟部領域が重畳している。このため、骨部画素値取得部３３は、放射線画像Ｇｉに含まれる軟部領域の影響を除去した骨部領域の画素値を骨部画素値として取得する。

【0052】

具体的には、骨部画素値取得部３３は、再構成部３７が複数の放射線画像Ｇｉから生成した複数の断層画像Ｄｊを用いて、被写体Ｈの骨部画素値を取得する。図５は複数の断層画像Ｄｊのうちの一部の断層画像を断層面が並ぶ順に示す図である。なお、図５においては説明を簡単なものとするために、断層画像Ｄｊに含まれる脊柱の一部の椎骨のみを含む６つの断層画像Ｄ１１～Ｄ１６を示している。また、図５においては、被写体ＨにおけるＸ線源３に近い側から離れる側に向かう断層面の断層画像を順に示している。したがって、断層画像Ｄ１１～Ｄ１６は、被写体Ｈの腹側から背側に向かう断層面を表すものとなっている。図５に示すように、断層画像Ｄ１１には椎骨は含まれないが、次の断層面の断層画像Ｄ１２には、椎骨の腹側の表面に近い部分の断層面が含まれる。また、次の断層面の断層画像Ｄ１３には、断層画像Ｄ１２よりも背側の位置における椎骨の断層面が含まれる。このため、断層画像Ｄ１３においては椎骨の断層面は断層画像Ｄ１２よりも大きくなる。

【0053】

さらに、次の断層画像Ｄ１４には、断層画像Ｄ１３よりも背側の位置における椎骨の断層面が含まれる。このため、断層画像Ｄ１４においては椎骨の断層面は断層画像Ｄ１３よりも大きくなる。次の断層画像Ｄ１５には断層画像Ｄ１４よりも背側の位置における椎骨の断層面が含まれるが、断層画像Ｄ１５により表される断層面の位置は、椎骨の腹側の表面よりも背側の表面に近くなる。このため、断層画像Ｄ１５においては、椎骨の断層面は断層画像Ｄ１４よりも小さくなる。次の断層画像Ｄ１６は、断層画像Ｄ１５の断層面よりも、より椎骨の背側の表面に近い位置における椎骨の断層面が含まれる。このため、断層画像Ｄ１６においては椎骨の断層面は断層画像Ｄ１５よりも小さくなる。

【0054】

骨部画素値取得部３３は、複数の断層画像Ｄｊにおける骨部領域を認識する。ここで、骨部領域は軟部領域よりも低い画素値を有する。このため、骨部画素値取得部３３は、しきい値処理により複数の断層画像Ｄｊにおける骨部領域を認識する。なお、ディープラーニング等の機械学習により作成された判別器を用いて、複数の断層画像Ｄｊにおける骨部領域を認識するようにしてもよい。そして、骨部画素値取得部３３は、認識した骨部領域を用いて、断層画像Ｄｊの断層面が並ぶ方向における骨部の厚さを取得する。図６は骨部の厚さの取得を説明するための図である。本実施形態においては、複数の断層画像Ｄｊの断層面の間隔は既知である。このため、被写体Ｈに含まれる骨部Ｂｂについて、複数の断層画像Ｄｊのうち、断層画像Ｄ２～Ｄ９において骨部Ｂｂの骨部領域が認識された場合、骨部画素値取得部３３は、断層画像Ｄ２と断層画像Ｄ９との間隔を骨部Ｂｂの厚さとして取得する。

【0055】

そして、骨部画素値取得部３３は、取得した骨部の厚さに基づいて、被写体Ｈの骨部領域の画素値である骨部画素値を取得する。ここで、本実施形態においてトモシンセシス撮影により取得された複数の放射線画像Ｇｉの撮影条件（Ｘ線のエネルギーを決定するターゲットおよびフィルタの種類、管電圧、および撮影線量等）は既知である。本実施形態においては、各種撮影条件、とくに各種ターゲット／フィルタおよび各種管電圧に応じた、放射線画像における骨部領域の画素値（すなわち、画像取得部３１が取得した放射線画像Ｇｉにおける骨部領域の画素値）と、骨部の厚さと、骨部画素値との関係がテーブルとしてストレージ２３に記憶されている。骨部画素値取得部３３は、複数の放射線画像Ｇｉのうちの少なくとも１つの放射線画像における骨部領域を認識する。本実施形態においては、１つの放射線画像Ｇｄにおける骨部領域を認識するものとする。放射線画像Ｇｄにおける骨部領域の認識は、しきい値処理により行ってもよく、ディープラーニング等の機械学習により作成された判別器を用いることにより行ってもよい。

【0056】

そして、骨部画素値取得部３３は、放射線画像Ｇｄを取得した際の撮影条件に応じたテーブルをストレージ２３から取得し、取得したテーブルを参照して、放射線画像Ｇｄにおいて認識した骨部領域の画素値および骨部の厚さから、骨部画素値を取得する。したがって、骨部画素値は放射線画像Ｇｄの画素毎に取得されることとなる。なお、テーブルに代えて、各種撮影条件に応じて、放射線画像における骨部領域の画素値および骨部の厚さから骨部画素値を算出する演算式をストレージ２３に記憶しておいてもよい。この場合、骨部画素値取得部３３は、撮影条件に応じた演算式をストレージ２３から取得して、骨部画素値を取得する。

【0057】

なお、複数の放射線画像Ｇｉのそれぞれについて骨部画素値を取得し、複数の放射線画像Ｇｉにおける対応する画素間で骨部画素値の統計値を算出し、算出した統計値を最終的な骨部画素値として用いてもよい。なお，統計値としては、平均値、中間値、最大値または最小値等を用いることができる。

【0058】

また、本実施形態においては、例えば特開２０１５－０４３９５９号公報に記載された手法を用いて、放射線画像Ｇｉから散乱線成分を除去してから、断層画像Ｄｊの生成および骨部画素値の取得を行うようにしてもよい。

【0059】

情報取得部３４は、複数の放射線画像Ｇｉのうちの少なくとも１つの放射線画像に含まれる骨部領域の画素毎に、骨部領域における骨塩量を表す骨塩情報を取得する。本実施形態においては、情報取得部３４は、放射線画像Ｇｄについて取得した骨部画素値を、基準撮影条件に基づいて取得される放射線画像における、軟部の影響が除去された骨部のみの画素値に変換することにより、骨塩情報を取得する。

【0060】

ここで、Ｘ線源３に印加される管電圧が高く、Ｘ線が高エネルギーであるほど、放射線画像Ｇｄにおける軟部と骨部とのコントラストが小さくなる。また、Ｘ線が被写体Ｈを透過する過程において、Ｘ線の低エネルギー成分が被写体Ｈに吸収され、Ｘ線が高エネルギー化するビームハードニングが生じる。ビームハードニングによるＸ線の高エネルギー化は、被写体Ｈの体厚が大きいほど大きくなる。図７は体厚に対する骨部と軟部とのコントラストの関係を示す図である。なお、図７においては、８０ｋＶ、９０ｋＶおよび１００ｋＶの３つの管電圧における、体厚に対する骨部と軟部とのコントラストの関係を示している。図７に示すように、管電圧が高い程コントラストは低くなる。また、体厚がある値を超えると、体厚が大きいほどコントラストは低くなる。なお、放射線画像Ｇｄにおける骨部画素値が大きく、骨部画素値取得部３３が取得した骨部画素値が大きいほど、骨部と軟部とのコントラストは大きくなる。このため、図７に示す関係は、骨部画素値が大きいほど、高コントラスト側にシフトすることとなる。

【0061】

本実施形態においては、基準撮影条件を、例えば管電圧９０ｋＶに設定したルックアップテーブルを用意する。ルックアップテーブルは、撮影時の管電圧に応じたコントラストの相違、およびビームハードニングの影響によるコントラストの低下を補正するための補正係数を取得するためのものとなる。なお、ルックアップテーブルはストレージ２３に記憶されている。図８は補正係数を取得するためのルックアップテーブルを示す図である。図８に示すようにルックアップテーブルＬＵＴ１は、管電圧が大きいほど、かつ体厚が大きいほど、補正係数の値が大きいものとなっている。なお、本実施形態においては、基準撮影条件が管電圧９０ｋＶであるため、管電圧が９０ｋＶで厚さが０の場合に、補正係数が１となっている。また、図８にはルックアップテーブルＬＵＴ１を２次元で示しているが、補正係数は骨部画素値に応じて異なる。このため、ルックアップテーブルＬＵＴ１は、実際には骨部画素値を表す軸が加わった３次元のテーブルとなる。

【0062】

情報取得部３４は、撮影条件および体厚Ｔ（ｘ，ｙ）に応じた画素毎の補正係数Ｃ０（ｘ，ｙ）をルックアップテーブルＬＵＴ１を参照して取得する。そして、下記の式（１）に示すように、放射線画像Ｇｄにおける骨部領域の各画素（ｘ，ｙ）において取得された骨部画素値Ｇｂ（ｘ，ｙ）に対して補正係数Ｃ０（ｘ，ｙ）を乗算することにより、放射線画像Ｇｄの骨部領域の画素毎に骨塩情報Ｂ０（ｘ，ｙ）を取得する。このように算出された骨塩情報Ｂ０（ｘ，ｙ）は、基準撮影条件である９０ｋＶの管電圧により被写体Ｈを撮影することにより取得され、被写体Ｈ内の軟部の影響が除去され、かつビームハードニングの影響が除去された放射線画像に含まれる骨部領域の画素値を表すものとなる。

【0063】

Ｂ０（ｘ，ｙ）＝Ｃ０（ｘ，ｙ）×Ｇｂ（ｘ，ｙ） （１）

【0064】

なお、被写体Ｈの撮影時においては、放射線検出器５に入射する散乱線を除去するための散乱線除去グリッドが使用される場合がある。このため、散乱線除去グリッドの有無に応じたルックアップテーブルを用意しておき、散乱線除去グリッドの有無に応じて補正係数を取得するためのルックアップテーブルを選択するようにしてもよい。また、散乱線除去グリッドの種類に応じたルックアップテーブルを用意しておき、撮影時に使用された散乱線除去グリッドの種類に応じたルックアップテーブルを選択するようにしてもよい。

【0065】

関連情報生成部３５は、骨塩情報に関連する関連情報を生成する。このために、関連情報生成部３５は、体厚推定部３２が推定した放射線画像Ｇｄの画素毎の体厚Ｔ（ｘ，ｙ）および放射線画像Ｇｄを取得した際の撮影条件に基づいて、被写体Ｈの軟部を表す軟部画像Ｇｓを生成する。具体的には、関連情報生成部３５は、体厚Ｔ（ｘ，ｙ）および撮影条件を用いて、放射線画像Ｇｄにおける画素毎のＸ線の透過および散乱の程度を算出し、放射線検出器５に到達するＸ線量を推定し、推定したＸ線量を画像化して軟部画像Ｇｓを生成する。図９は軟部画像Ｇｓを示す図である。そして、関連情報生成部３５は、軟部画像Ｇｓに骨塩情報Ｂ０（ｘ，ｙ）を重畳した合成画像Ｇｃを関連情報として生成する。

【0066】

なお、本実施形態においては、複数の断層画像Ｄｊのうちの１つの断層画像に対して骨塩情報を重畳して合成画像Ｇｃを生成してもよく、複数の放射線画像Ｇｉのうちの１つの放射線画像（例えば放射線画像Ｇｄ）に対して骨塩情報Ｂ０（ｘ，ｙ）を重畳して合成画像Ｇｃを生成してもよい。

【0067】

表示制御部３６は、関連情報を表示部８に表示する。図１０は表示部８に表示された関連情報を示す図である。図１０に示すように、関連情報は上述した合成画像Ｇｃである。

【0068】

次いで、本実施形態において行われる処理について説明する。図１１は本実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。まず、画像取得部３１は、撮影装置１にトモシンセシス撮影を行わせて複数の放射線画像Ｇｉを取得する（ステップＳＴ１）。次いで、再構成部３７が、複数の放射線画像Ｇｉを再構成することにより、被写体Ｈの複数の断層面における複数の断層画像Ｄｊを生成する（ステップＳＴ２）。次いで、体厚推定部３２が、少なくとも１つの放射線画像に基づいて、少なくとも１つの放射線画像の画素毎に被写体Ｈの体厚を推定する（ステップＳＴ３）。なお、ステップＳＴ３の処理をステップＳＴ２よりも先に行ってもよく、ステップＳＴ２およびステップＳＴ３の処理を並列に行ってもよい。

【0069】

さらに、骨部画素値取得部３３が、少なくとも１つの放射線画像に基づいて被写体Ｈの骨部領域の画素値である骨部画素値を取得する（ステップＳＴ４）。続いて、情報取得部３４が、少なくとも１つの放射線画像を取得した際の撮影条件、画素毎の体厚および骨部画素値に基づいて、骨部領域の画素毎に骨部領域における骨塩量を表す骨塩情報を取得する（ステップＳＴ５）。さらに、関連情報生成部３５が、骨塩情報に関連する関連情報を生成し（ステップＳＴ６）、表示制御部３６が、関連情報を表示部８に表示し（ステップＳＴ７）、処理を終了する。

【0070】

このように、本実施形態によれば、複数の放射線画像Ｇｉのうちの少なくとも１つの放射線画像の画素毎に被写体Ｈの体厚を推定し、少なくとも１つの放射線画像に基づいて被写体Ｈの骨部領域の画素値である骨部画素値を取得し、少なくとも１つの放射線画像を取得した際の撮影条件、画素毎の体厚および骨部画素値に基づいて、骨部領域の画素毎に骨部領域における骨塩量を表す骨塩情報を取得するようにした。このため、ＤＸＡ法のように専用の装置を使用しなくても、骨塩情報を取得することができる。また、骨部領域の画素毎に骨塩情報が取得されるため、骨の部分毎に骨塩情報を評価することができる。

【0071】

なお、上記実施形態においては、軟部画像Ｇｓに骨塩情報Ｂ０（ｘ，ｙ）を重畳した合成画像Ｇｃを関連情報として生成しているが、これに限定されるものではない。情報取得部３４が取得した画素毎の骨塩情報そのものを関連情報として表示してもよい。図１２は、表示部８に表示された骨塩情報を示す図である。なお、図１２においては、説明を簡単なものとするために脊柱の一部の椎骨のみを示している。本実施形態においては、骨塩情報は画素毎に算出されているため、骨塩情報を表示することにより、骨塩情報の値に応じた骨塩量の分布を確認することができる。とくに、骨塩情報の値に応じて異なる色をマッピングして表示することにより、骨塩量の分布をより容易に確認することができる。なお、図１２においては、骨塩量の分布をハッチングの相違により示している。

【0072】

また、関連情報生成部３５において、骨塩情報から骨強度を算出し、算出した骨強度を関連情報として用いてもよい。この際、骨強度は、骨塩情報および骨のテクスチャを表す指標値に基づいて算出できる。なお、テクスチャを表す指標値は、骨を構成する骨梁構造の密集の程度を用いる。このため、関連情報生成部３５は、複数の放射線画像Ｇｉのうちの少なくとも１つの放射線画像または複数の断層画像Ｄｊのうちの少なくとも１つの断層画像における骨部領域の画像の高周波成分を抽出する。高周波成分を抽出する手法としては、フーリエ変換、ウェーブレット変換およびハイパスフィルタを用いる手法等、任意の手法を用いることができる。そして、関連情報生成部３５は、骨部領域の画素毎に高周波成分の分散値を算出する。ここで、骨梁構造の密度が低いほど、算出された高周波成分の分散値は小さくなる。このため、関連情報生成部３５は、骨強度を骨塩情報×分散値の演算により算出する。ここで、骨塩情報および分散値は骨部領域における画素毎に取得されているため、骨強度も画素毎に算出される。

【0073】

なお、テクスチャを表す指標値としては、同時生起行列等によるテクスチャ特徴量、例えば一様性、コントラスト、相関またはエントロピー等を用いてもよい。ここで、同時生起行列は、画像における画素の信号値の分布を示す行列であり、ある信号値を有する画素に隣接する画素が有する信号値の頻度を行列として表したものである。

【0074】

図１３は表示部８に表示された骨強度を示す図である。なお、図１３においては、説明を簡単なものとするために脊柱の一部の椎骨のみを示している。本実施形態においては、骨強度は画素毎に算出されているため、骨強度を表示することにより、骨強度の分布を確認することができる。とくに、骨強度に応じて異なる色をマッピングして表示することにより、骨強度の分布をより容易に確認することができる。なお、図１３においては、骨強度の分布をハッチングの相違により示している。

【0075】

なお、骨強度を表示する際には、軟部画像Ｇｓに対して骨強度を重畳して表示してもよく、複数の断層画像Ｄｊのうちの１つの断層画像に対して骨強度を重畳して表示してもよい。また、複数の放射線画像Ｇｉのうちの１つの放射線画像（例えば放射線画像Ｇｄ）に骨強度を重畳して表示してもよい。

【0076】

また、放射線画像Ｇｉに複数の骨が含まれる場合、関連情報生成部３５は、骨毎に関連情報を生成してもよい。この場合、関連情報としては、骨毎の骨塩情報の統計値を用いることができる。なお、統計値としては、骨毎の骨塩情報の平均値、中間値、最大値、および最小値等を用いることができる。図１４は表示部８に表示された骨塩情報の統計値を示す図である。なお、図１４においては、説明を簡単なものとするために脊柱の一部の椎骨のみを示している。本実施形態においては、骨塩情報の統計値は骨毎に算出されているため、骨毎の骨塩情報を確認することができる。とくに、骨塩情報の値に応じて異なる色をマッピングして表示することにより、骨毎の骨塩情報をより容易に確認することができる。なお、図１４においては、骨塩情報の統計値の相違をハッチングの相違により示している。

【0077】

なお、図１４においては骨塩情報の統計値をその大きさに応じた異なる色によりマッピングしているが、図１５に示すように骨塩情報の統計値を数値として表示してもよい。

【0078】

また、関連情報生成部３５は、１つの骨について骨部領域内の部分領域の関連情報を生成してもよい。この場合、関連情報としては、部分領域の骨塩情報の統計値を用いることができる。なお、統計値としては、部分領域の骨塩情報の平均値、中間値、最大値、および最小値等を用いることができる。図１６は表示部８に表示された部分領域の骨塩情報の統計値を示す図である。なお、図１６においては、説明を簡単なものとするために椎骨の部分領域を海綿骨の領域とし、海綿骨の領域について骨塩情報の統計値を表示している。本実施形態においては、骨塩情報の統計値は骨毎に算出されているため、骨毎の骨塩情報を確認することができる。とくに、骨塩情報の値に応じて異なる色をマッピングして表示することにより、骨毎の骨塩情報をより容易に確認することができる。なお、図１６においては、骨塩情報の統計値の相違をハッチングの相違により示している。

【0079】

このように、骨部領域内における海綿骨の領域について関連情報を生成することにより、例えば、骨粗鬆症に対する投薬により、海綿骨に存在する骨芽細胞の活性化の程度を確認することができるため、投薬による治療効果の確認を容易に行うことができる。

【0080】

なお、図１６においては、海綿骨の領域のみ関連情報を生成しているが、図１７に示すように、海綿骨の領域に加えて皮質骨の領域についても骨塩情報の統計値を関連情報として生成し、かつ表示してもよい。

【0081】

また、図１６および図１７においては、部分領域毎に算出された骨塩情報の統計値をその大きさに応じた異なる色によりマッピングしているが、図１８に示すように骨塩情報の統計値を数値として表示してもよい。また、図１８においては、海綿骨の領域および皮質骨の領域の双方について統計値の数値を表示しているが、海綿骨の領域のみまたは皮質骨の領域のみ統計値の数値を表示してもよい。

【0082】

また、上記では骨部領域を皮質骨の領域および海綿骨の領域に分割しているが、これに限定されるものではない。例えば、図１９に示すように、大腿骨を大腿骨頸部の領域とそれ以外の領域とに分割して、骨塩情報の統計値を関連情報として生成し、かつ表示してもよい。この場合においても、図１９と同様に、骨塩情報の統計値を数値として表示してもよい。

【0083】

また、放射線画像Ｇｉに複数の骨が含まれる場合、関連情報生成部３５は、骨間の骨塩情報の比較結果を関連情報として生成してもよい。この場合、関連情報生成部３５は、骨毎の骨塩情報の統計値を算出し、ある骨を基準とした骨間における骨塩情報の統計値の差分値または比率を関連情報として生成する。図２０は表示部８に表示された骨間の統計値の比較結果を示す図である。なお、図２０においては、説明を簡単なものとするために脊柱の一部の椎骨のみを示している。また、表示されている椎骨のうち一番上の椎骨を基準とした骨塩情報の統計値の比率の数値を比較結果として示している。このように、骨間の骨塩情報の比較結果を関連情報として生成し、かつ表示することにより、ある骨を基準とした他の骨の骨塩量を認識することができる。

【0084】

また、関連情報生成部３５は、１つの骨について骨部領域内の部分領域間の骨塩情報の比較結果を関連情報として生成してもよい。この場合、関連情報生成部３５は、骨部領域内の部分領域毎の骨塩情報の統計値を算出し、ある部分領域を基準とした部分領域間の骨塩情報の統計値の差分値または比率を関連情報として生成する。図２１は表示部８に表示された部分領域間の統計値の比較結果を示す図である。なお、図２１においては、説明を簡単なものとするために大腿骨の部分のみを示している。また、表示されている大腿骨のうち大腿骨頸部以外の領域を基準とした骨塩情報の統計値の比率の数値を比較結果として示している。このように、骨部領域内における部分領域間の骨塩情報の比較結果を関連情報として生成し、かつ表示することにより、１つの骨において、ある部分を基準とした他の部分の骨塩量を認識することができる。

【0085】

また、関連情報生成部３５は、同一被検体に関して取得日時が異なる骨塩情報間の比較結果を、関連情報として生成するものであってもよい。この場合、関連情報生成部３５は、同一被検体についての、最新の骨塩情報および過去の骨塩情報の統計値を算出する。なお統計値は骨毎に算出してもよいが、放射線画像に含まれる骨の全体の統計値を算出してもよい。そして、関連情報生成部３５は、過去の統計値と最新の統計値との比較結果を関連情報として生成する。比較結果としては過去の統計値に対する最新の統計値の比率または差分値を用いることができる。

【0086】

図２２は表示部８に表示された骨塩情報の比較結果を示す図である。なお、図２２においては、過去の骨塩情報と最新の骨塩情報との、椎骨のそれぞれについての統計値の比率を比較結果として示している。また、過去の骨塩情報を取得した日時および最新の骨塩情報を取得した日時５０も示している。このように、同一被検体に関して取得日時が異なる放射線画像から取得した骨塩情報の比較結果を関連情報として生成し、かつ表示することにより、被写体Ｈについての病気の進行の程度あるいは投薬による治癒の程度を認識することができる。また、病気の進行の程度あるいは投薬による治癒の程度に基づいて、治療方針を決定することも容易となる。

【0087】

また、関連情報生成部３５は、骨部領域が椎骨である場合、脊柱のアライメントおよび骨塩情報から生成された骨折リスクを表す情報を、関連情報として生成してもよい。例えば、図２３に示すように側湾症の被写体の場合、関連情報生成部３５は、脊柱のアライメントとしてコブ角αを算出し、コブ角αと骨塩情報とに基づいて骨折リスクを算出する。ここで、コブ角とは、湾曲の頂点になっている椎骨（頂椎）の上と下でそれぞれ最も大きく傾斜した椎骨の外縁から直線を延ばし、その２本の直線の交差する角度である。なお、コブ角αおよび骨塩情報と骨折リスクとの関係はテーブルまたは計算式により定められている。関連情報生成部３５は、テーブルまたは計算式を参照して、コブ角および骨塩情報から骨折リスクを算出する。図２３には算出した骨折リスクが数値（ここでは８０）として示されている。なお、骨折リスクは数値が大きいほど高いものとなる。このように、骨折リスクを関連情報として生成し、かつ表示することにより、骨折のリスクが高い患者に対して骨折の予防策をとるように指導をすることができる。

【0088】

なお、上記実施形態においては、各種関連情報の表示について説明したが、互いに異なる複数の関連情報を同時に表示部８に表示してもよいことはもちろんである。

【0089】

また、上記実施形態においては、トモシンセシス撮影により取得した複数の放射線画像Ｇｉを用いて骨塩情報を取得しているが、これに限定されるものではない。画像取得部３１において、互いに直交する複数の方向から被写体ＨにＸ線を照射することにより生成された複数の放射線画像を取得し、骨部画素値取得部３３において、複数の放射線画像に含まれる骨部の領域に基づいて、複数の放射線画像のうちの１つの放射線画像の撮影方向における骨部の厚さを算出し、算出した骨部の厚さに基づいて、骨部領域の画素値である骨部画素値を取得するようにしてもよい。

【0090】

ここで、正面から被写体Ｈを撮影した第１の放射線画像Ｇ１１および側面から被写体Ｈを撮影した第２の放射線画像Ｇ１２が取得されたものとする。図２４は第１の放射線画像Ｇ１１および第２の放射線画像Ｇ１２を示す図である。このようにして、正面から被写体Ｈを撮影した第１の放射線画像Ｇ１１および側面から被写体Ｈを撮影した第２の放射線画像Ｇ１２を取得することにより、例えば椎骨について、第１の放射線画像Ｇ１１および第２の放射線画像Ｇ１２に含まれる同一の椎骨同士を対応づけることができる。したがって、第１の放射線画像Ｇ１１に含まれるある椎骨について、第２の放射線画像Ｇ１２を見れば、被写体Ｈの腹側から背側に向かう方向の距離、すなわち椎骨の厚さを取得することができる。

【0091】

骨部画素値取得部３３は、このようにして椎骨、すなわち骨部の厚さを取得することによっても、上記実施形態と同様にして、正面から被写体Ｈを撮影した第１の放射線画像Ｇ１１における骨部領域の画素毎に、骨部画素値を取得することができる。したがって、情報取得部３４において、骨部画素値から骨塩情報を取得することができる。

【0092】

また、上記実施形態においては、体厚推定部３２において、特開２０１５－０４３９５９号公報に記載された手法を用いて、放射線画像Ｇｄから体厚を取得しているが、これに限定されるものではない。例えば、再構成部３７が生成した複数の断層画像Ｄｊにおいて、被写体Ｈの領域である被写体領域を抽出し、抽出した被写体領域の断層面が並ぶ方向における厚さを、断層画像Ｄｊの各画素毎に算出することにより、複数の放射線画像Ｇｉのうちの少なくとも１つの放射線画像の画素毎に、被写体Ｈの体厚を推定することができる。

【符号の説明】

【0093】

１ 放射線画像撮影装置
２ コンピュータ
３ Ｘ線源
５ 放射線検出器
６ 移動機構
８ 表示部
９ 入力部
２１ ＣＰＵ
２２ メモリ
２３ ストレージ
３１ 画像取得部
３２ 体厚推定部
３３ 骨部画素値取得部
３４ 情報取得部
３５ 関連情報生成部
３６ 表示制御部
３７ 再構成部
４１ 仮想モデル取得部
４２ 推定画像生成部
４３ 修正部
４４ 体厚分布決定部
５０ 日時
Ｂｂ 骨部
Ｄｊ，Ｄ１１～Ｄ１６ 断層画像
Ｇｉ，Ｇ１１，Ｇ１２ 放射線画像
Ｇｓ 軟部画像
Ｇｃ 合成画像
Ｈ 被写体
α コブ角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】