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WO2018127949A1 - 骨質評価装置,方法およびプログラムならびに骨折リスク評価装置,方法およびプログラム - Google Patents

骨質評価装置,方法およびプログラムならびに骨折リスク評価装置,方法およびプログラム Download PDF

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WO2018127949A1
WO2018127949A1 PCT/JP2017/000061 JP2017000061W WO2018127949A1 WO 2018127949 A1 WO2018127949 A1 WO 2018127949A1 JP 2017000061 W JP2017000061 W JP 2017000061W WO 2018127949 A1 WO2018127949 A1 WO 2018127949A1
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WO
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bone
evaluation
bone quality
variation
subject
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/000061
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
佳知 高石
Original Assignee
佳知 高石
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 佳知 高石 filed Critical 佳知 高石
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Priority to PCT/JP2017/000061 priority patent/WO2018127949A1/ja
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment

Definitions

  • the present invention relates to a bone quality evaluation apparatus, method and program, and fracture risk evaluation apparatus, method and program, and in particular, based on an X-ray image (or also referred to as “X-ray image”) of a subject's mandible.
  • the present invention relates to a bone quality evaluation apparatus, method and program for evaluating bone quality, and a fracture risk evaluation apparatus, method and program for evaluating the risk of osteoporotic fractures (or also referred to as “fragile fractures”) in the subject.
  • Osteoporosis was once defined as a disease in which bone density decreases and fracture risk increases. For this reason, in the prevention and treatment of osteoporosis, bone density has been considered. However, there are many cases of fractures even though the bone density is within the normal range, and subsequent studies have revealed that fracture risk is related not only to bone density but also to bone quality. Accordingly, the current definition of osteoporosis is said to be a disease in which bone strength decreases and fracture risk increases.
  • the bone strength is related to the bone density of about 70% and the bone quality of about 30%.
  • bone quality is broadly divided into structural characteristics and material characteristics. Among these structural characteristics, bone size, bone morphology, bone microstructure, etc. are the elements, and material characteristics are bone matrix, bone turnover, and minute damage. (Micro fracture), calcification degree of bone tissue and the like.
  • DXA dual-energy X-ray absorption
  • Non-Patent Document 1 As a technique for evaluating bone quality, for example, one disclosed in Non-Patent Document 1 is known. According to the technique disclosed in Non-Patent Document 1, the variation in the density of each pixel in the X-ray images of the lumbar vertebra and the femoral neck by the DXA method is obtained by a function called an experimental variogram. A value of TBS (Trabecular Bone Score) is obtained from the calculation result of variation.
  • TBS Trabecular Bone Score
  • This TBS correlates with the bone quality, and more precisely with the cancellous bone microstructure, which is one of the elements of the bone quality. Therefore, the cancellous bone microstructure can be indirectly evaluated from the TBS. Specifically, it is evaluated that the greater the TBS, the stronger the cancellous bone microstructure, and the smaller the TBS, the more vulnerable the cancellous bone microstructure.
  • Non-Patent Document 2 it is not possible to accurately evaluate the fracture risk only by bone density, and it is desirable to accurately evaluate the fracture risk based on a combination of bone density and TBS.
  • the effect is disclosed. For example, even if the bone density is within a normal range, if the TBS is small, the risk of fracture is not small, and for example, there is a possibility of osteoporosis or at least one osteopenia before that. In other words, even if the bone density is equivalent, the fracture risk may not be equivalent, and TBS is useful to identify this.
  • Non-Patent Document 3 discloses that the discrimination ability of osteoporotic vertebral fractures by TBS is suitable for Japanese elderly women. The conclusion is that TBS has the ability to identify fractures independent of bone density, suggesting its usefulness especially in cases where the bone density of the lumbar spine is relatively high.
  • Non-Patent Documents 1 to 3 described above obtain a value of TBS from an X-ray image obtained by the DXA method, and evaluate bone quality from the TBS. That is, these conventional techniques are based on the premise that a relatively large inspection called the DXA method is performed. For this reason, the advent of a new technique that can evaluate the bone quality by a simpler examination and thereby evaluate the fracture risk is desired.
  • an object of the present invention is to provide a novel technique that can evaluate bone quality by a simpler examination than before, and thus can evaluate fracture risk.
  • the inventor of the present invention is also an inventor of the invention according to Japanese Patent No. 4077430, and an invention according to the publication in which the bone density of the subject is evaluated based on the X-ray image of the mandible of the subject (human). Based on the above X-ray image, the subject's bone quality may be evaluated, and it is confirmed by clinical experiments that this idea is valid. completed. Specifically, the inventor of the present invention described later that the variation in the intensity of the specific region corresponding to the specific portion of the mandible in the X-ray image of the mandible of the subject correlates with the bone quality of the subject. As described above, the present invention was confirmed by clinical experiments, and based on this variation, a technique for evaluating the bone quality of the subject was created.
  • the present invention uses the first invention related to the bone quality evaluation apparatus, the second invention related to the fracture risk evaluation apparatus using the first invention, the third invention related to the bone quality evaluation method, and the third invention.
  • 4th invention which concerns on a fracture risk evaluation method
  • 5th invention which concerns on a bone quality evaluation program
  • 6th invention which concerns on a fracture risk assessment program which uses this 5th invention are included.
  • the first invention is a bone quality evaluation apparatus for evaluating the bone quality of a subject based on an X-ray image of a mandible of the subject, and includes a variation calculation means and a bone quality evaluation means.
  • the variation calculating means obtains the variation in the intensity of the specific region corresponding to the specific portion of the mandible in the X-ray image of the mandible of the subject.
  • the bone quality evaluation means is based on the calculation result of the variation calculation means, that is, based on the variation in the intensity of the specific area corresponding to the specific portion of the mandible in the X-ray image of the subject's mandible. Assess the bone quality.
  • the bone quality of the subject is evaluated based on the X-ray image of the mandible of the subject.
  • the X-ray image referred to here is obtained, for example, at the time of a dental examination, that is, obtained by a simpler examination than the DXA method assumed in the above-described conventional technology. That is, according to the first aspect of the present invention, the bone quality can be evaluated by a simpler test than before.
  • the specific portion includes an alveolar bone portion around the first premolar.
  • the bone density of such a specific portion is closely related to the bone density of the whole body.
  • the bone quality is evaluated based on the variation in the intensity of the specific region corresponding to the specific portion in the X-ray image.
  • the variation calculating means may obtain a relative ratio between the standard deviation of the lightness of the specific area and the average value of the lightness of the specific area as the dispersion.
  • the bone quality evaluation means shall evaluate the bone quality based on the relative ratio.
  • a variation coefficient also referred to as “relative standard deviation” obtained by dividing the standard deviation of the intensity of the specific area by the average value of the intensity of the specific area is appropriate.
  • it may be the reciprocal of this coefficient of variation.
  • Such a relative ratio is a dimensionless number and represents a relative variation in the lightness of the specific area with respect to the average value of the lightness of the specific area.
  • this relative ratio represents not the absolute variation of the intensity of the specific area itself but the relative variation of the intensity of the specific area based on the average value of the intensity of the specific area.
  • the relative ratio mentioned here is not the absolute variation of the intensity of the specific area as described above, but the relative intensity of the specific area based on the average value of the intensity of the specific area. Since the bone quality is evaluated based on such a relative ratio, the bone quality can be accurately evaluated regardless of the difference in the intensity of the entire X-ray image including the specific region. . In addition, even if the subjects are different, there is a difference in the intensity of the specific area and the absolute variation in the intensity of the specific area. Bone quality can be evaluated.
  • the second invention is a fracture risk evaluation apparatus for evaluating the risk of an osteoporotic fracture in a subject, comprising the bone quality evaluation apparatus of the first invention, and further comprising fracture risk evaluation means.
  • the fracture risk evaluation means evaluates the risk of an osteoporotic fracture in the subject based on the evaluation result by the bone quality evaluation means in the first invention, that is, based on the evaluation result of the bone quality of the subject by the bone quality evaluation means. .
  • this 2nd invention evaluates a fracture risk using the 1st invention.
  • this second invention evaluates whether or not a subject is suspected of having osteoporosis including osteopenia using the first invention.
  • a bone density evaluating means may be further provided.
  • This bone density evaluation means evaluates the bone density of the subject based on the intensity of the specific region in the X-ray image.
  • the fracture risk evaluation means evaluates the fracture risk based on the evaluation result by the bone density evaluation means in addition to the evaluation result by the bone quality evaluation means.
  • the fracture risk is evaluated based not only on the evaluation result on the bone quality but also on the evaluation result on the bone density, so that the fracture risk can be more accurately evaluated.
  • the intensity of the entire X-ray image including the specific region varies depending on various conditions such as when the X-ray image is captured. Therefore, the bone density evaluation by the bone density evaluation means may not be accurately performed from the density of the specific region in such an X-ray image. Therefore, it is desirable that the density of the X-ray image is appropriately corrected in an appropriate manner before the bone density is evaluated by the bone density evaluation means.
  • the X-ray image includes an image of a predetermined specimen arranged side by side with the mandible.
  • this specimen for example, there is a solid material whose transmittance for X-rays is constant and known, and an aluminum block disclosed in the above-mentioned Japanese Patent No. 4077430 is particularly suitable.
  • correction means for correcting the density of the entire X-ray image so that the intensity of the specimen image in the X-ray image matches a predetermined reference value is further provided.
  • the bone density evaluation means evaluates the bone density based on the density of the specific region in the corrected image after the correction by the correction means. That is, according to this configuration, the specimen is used as an index, so that the shade of the image of the specimen matches the predetermined reference value, that is, the shade that the shade of the image of the specimen should originally be.
  • the gray level of the entire X-ray image including the image of the specimen is corrected so as to be the degree.
  • the bone density is evaluated based on the density of the specific area in the corrected image. As a result, the bone density can be accurately evaluated regardless of the difference in intensity of the entire original (before correction) X-ray image.
  • the above-described variation calculation unit is not a variation in the density of the specific region in the X-ray image, but the specific region in the corrected image after the correction by the correction unit is performed. You may obtain
  • the third invention is a bone quality evaluation method for evaluating the bone quality of the subject based on an X-ray image of the mandible of the subject, and includes a variation calculation process and a bone quality evaluation process.
  • the variation calculation process the variation in the intensity of the specific region corresponding to the specific portion of the mandible in the X-ray image of the mandible of the subject is obtained.
  • the bone quality evaluation process based on the calculation result of the variation calculation process, that is, based on the variation in the intensity of the specific area corresponding to the specific part of the mandible in the X-ray image of the subject's mandible, Assess the bone quality.
  • the third invention is a method invention corresponding to the first invention. Therefore, according to the third aspect of the invention, the same action as that of the first aspect of the invention can be achieved.
  • the specific portion may include an alveolar bone portion around the first premolar as in the first invention.
  • the relative ratio between the standard deviation of the intensity of the specific area and the average value of the intensity of the specific area may be obtained as the variation.
  • the bone quality evaluation process the bone quality is evaluated based on the relative ratio.
  • the fourth invention is a fracture risk assessment method for assessing the risk of an osteoporotic fracture in a subject, comprising the bone quality assessment method of the third invention, and further comprising a fracture risk assessment process.
  • the risk of an osteoporotic fracture in the subject is evaluated based on the assessment result of the bone quality assessment process in the third invention, that is, based on the assessment result of the bone quality of the subject in the bone quality assessment process. .
  • the fourth invention is a method invention corresponding to the second invention. Therefore, according to the fourth aspect of the invention, the same operation as that of the second aspect of the invention can be achieved.
  • a bone density evaluation process may be further provided.
  • the bone density of the subject is evaluated based on the intensity of the specific region in the X-ray image.
  • the fracture risk evaluation process the fracture risk is evaluated based on the evaluation result of the bone density evaluation process in addition to the evaluation result of the bone quality evaluation process.
  • the X-ray image when a bone density evaluation process is provided, includes an image of a predetermined specimen arranged side by side with the mandible, as in the second invention. desirable.
  • a correction process is further provided for correcting the gray level of the entire X-ray image so that the gray level of the specimen image matches a predetermined reference value.
  • the bone density evaluation process the bone density is evaluated based on the density of the specific region in the corrected image after the correction process is performed.
  • the variation in the gray level of the specific area in the image corrected by the correction process may be obtained. More specifically, in the variation calculation process, the relative ratio between the standard deviation of the intensity of the specific area in the corrected image and the average value of the intensity of the specific area in the corrected image is obtained as the variation, and further, the bone quality evaluation In the process, the bone quality may be evaluated based on the relative ratio.
  • a fifth invention is a bone quality evaluation program for evaluating a bone quality of a subject based on an X-ray image of a mandible of a subject using a computer, and a variation calculation procedure and a bone quality assessment procedure are performed on the computer.
  • a variation calculation procedure the variation in the intensity of the specific region corresponding to the specific portion of the mandible in the X-ray image of the mandible of the subject is obtained.
  • the subject is based on the calculation result of the variation calculation procedure, that is, based on the variation in the intensity of the specific region corresponding to the specific portion of the mandible in the X-ray image of the subject's mandible. Assess the bone quality.
  • the fifth invention is a program invention corresponding to the first invention (and the third invention). Therefore, according to the fifth aspect of the invention, the same action as that of the first aspect of the invention (and the third aspect of the invention) is achieved.
  • the specific portion may include an alveolar bone portion around the first premolar.
  • the relative ratio between the standard deviation of the intensity of the specific area and the average value of the intensity of the specific area may be obtained as the variation.
  • the bone quality evaluation procedure the bone quality is evaluated based on the relative ratio.
  • a sixth invention is a fracture risk evaluation program for evaluating the risk of an osteoporotic fracture in a subject using a computer, comprising the bone quality evaluation program of the fifth invention, and further comprising a fracture risk evaluation procedure in the computer To be executed.
  • this fracture risk assessment procedure the risk of an osteoporotic fracture in the subject is evaluated based on the assessment result of the bone quality assessment procedure in the fifth invention, that is, based on the assessment result of the bone quality of the subject by the bone quality assessment procedure. To do.
  • the sixth invention is a program invention corresponding to the second invention (and the fourth invention). Therefore, according to the sixth aspect of the invention, the same action as that of the second aspect of the invention (and the fourth aspect of the invention) is achieved.
  • the computer may further execute a bone density evaluation procedure.
  • this bone density evaluation procedure the bone density of the subject is evaluated based on the intensity of a specific area in the X-ray image.
  • the fracture risk evaluation procedure the fracture risk is evaluated based on the evaluation result by the bone density evaluation procedure in addition to the evaluation result by the bone quality evaluation procedure.
  • the computer executes the bone density evaluation procedure. Similar to the second invention (and the fourth invention), it is desirable that the X-ray image includes an image of a predetermined specimen arranged side by side with the mandible. Then, the computer is further caused to execute a correction procedure for correcting the gray level of the entire X-ray image so that the gray level of the specimen image matches a predetermined reference value. In addition, in the bone density evaluation procedure, the bone density is evaluated based on the intensity of the specific region in the corrected image after the correction by the correction procedure.
  • the variation in the gray level of the specific area in the image corrected by the correction procedure may be obtained. More specifically, in the variation calculation procedure, a relative ratio between the standard deviation of the intensity of the specific area in the corrected image and the average value of the intensity of the specific area in the corrected image is obtained as the variation, and further, the bone quality evaluation In the procedure, the bone quality may be evaluated based on the relative ratio.
  • FIG. 1 It is a figure showing the schematic structure of the whole fracture risk evaluation system concerning one embodiment of the present invention. It is a figure which shows the one aspect
  • FIG. 9 is a graph different from FIG. 8 based on the inspection data of FIG.
  • FIG. 9 is still another graph based on the inspection data of FIG.
  • FIG. 10 is another graph different from FIG. 10 based on the inspection data of FIG. It is a list which shows the correlation between each parameter in the test
  • FIG. 20 is an illustrative view showing another aspect different from FIG. 19 of the sub-screen in the same embodiment.
  • FIG. 20 is an illustrative view showing another aspect different from FIG. 17 of the main screen in the same embodiment;
  • FIG. 1 An embodiment of the present invention will be described by taking a fracture risk evaluation system 10 for dental care shown in FIG. 1 as an example.
  • the fracture risk evaluation system 10 is based on the invention disclosed in the above-mentioned Japanese Patent No. 4077430, and is particularly based on the bone density evaluation system according to the second embodiment.
  • descriptions of the same parts as those disclosed in the publication will be omitted as appropriate.
  • the fracture risk evaluation system 10 includes a personal computer (hereinafter referred to as “PC”) 12.
  • the PC 12 functions as a fracture risk evaluation device by executing a fracture risk evaluation program provided by an appropriate storage medium 14 such as a DVD-ROM (Digital Versatile Disk Read Only Memory).
  • the PC 12 includes an input device 12a as a command input unit and a display 12b as a display unit.
  • the input device 12a includes a keyboard and a pointing device such as a mouse.
  • a film scanner 16 as an image input unit and a color printer 18 as a printing unit are connected to the PC 12.
  • the X-ray image of the mandible of the subject (patient) imaged on the X-ray film 20 is read by the film scanner 16 and converted into digital image data.
  • the converted image data is input to the PC 12 and stored in, for example, an 8-bit or 24-bit bitmap format in a hard disk (not shown) in the PC 12.
  • a plurality of image data obtained from a plurality of subjects are stored in the hard disk. Some of these image data were obtained from the same subject on different days.
  • the X-ray image of the mandible of the subject is taken on the X-ray film 20.
  • the first premolars 30, the adjacent canines 32 and the first teeth Images of the two premolars 34 and the alveolar bone 36 that supports these teeth 30 to 34 are taken.
  • a horizontally long rectangular reference bar 38 is also photographed above the images.
  • the reference bar 38 is also referred to as an aluminum block (or “phantom”) as a specimen as shown in FIG. 3.
  • this block will also be described with the same reference numerals as the reference bar 38.
  • the block 38 has a rectangular flat bottom surface 38a, and has a stepped shape in which the thickness dimension (dimension in the direction perpendicular to the bottom surface 38a) changes stepwise in the longitudinal direction of the bottom surface 38a.
  • the height dimension (step) ⁇ T of each step is constant, and the length dimension (depth) P of each step is also constant.
  • the number of stages is about 7 to 9 stages.
  • an aluminum foil 40 as an X-ray blocking means for blocking X-rays 50 (see FIG.
  • the length dimension (longitudinal dimension of the bottom surface 38a) L of the block 38 is about 20 [mm]
  • the width dimension (dimension in the short direction of the bottom surface 38a) W is about 10 [mm]. is there.
  • the thickness dimension of the lowermost part (height dimension from the bottom surface 38a to the upper surface of the lowermost part) Ta is around 1 [mm]
  • the height dimension (Tb) to the upper surface is about 6 [mm] to 8 [mm].
  • This block 38 is attached to the imaging surface (exposure surface) 20a of the rectangular X-ray film 20 as shown in FIG. 4 before X-ray imaging.
  • the block 38 has a longitudinal direction (of the bottom surface 38 a) along the short direction of the X-ray film 20, and the bottom surface 38 a faces the imaging surface 20 a of the X-ray film 20. Then, it is attached to a portion near the upper edge, which is one edge of the photographing surface 20a, with an appropriate adhesive. Then, the X-ray film 20 to which the block 38 is adhered is, as shown in FIG. 5, at the time of X-ray photography, the upper side edge (the edge on the side close to the part to which the block 38 is adhered).
  • the portion with lower X-ray transmittance is shown brighter (whiter), and the portion with higher X-ray transmittance is darker (blackish).
  • the reference bar 38 which is an image of the block 38, is indicated by the shade (brightness / darkness) corresponding to the thickness dimension of the block, and more specifically, the portion corresponding to the portion having the larger thickness dimension.
  • the part corresponding to the part where the thickness dimension is small is shown darker.
  • the portion to which the aluminum foil 40 is adhered hardly transmits the X-ray 50, so that the portion corresponding to this portion is shown brightest (to be pure white).
  • the enamel and dentin portions have a relatively high transmittance with respect to the X-ray 50, and the portions corresponding to these portions are shown relatively brightly. It is.
  • the portion corresponding to the alveolar bone 36 is indicated by a lightness corresponding to the bone density (bone mineral content) of the alveolar bone 36, and more specifically, the higher the bone density, the brighter it is shown. Smaller is darker.
  • the PC 12 evaluates the bone density and bone quality of the subject based on the X-ray image photographed on the X-ray film 20, strictly based on the image data, and thus has a risk of causing an osteoporotic fracture in the subject. evaluate. Specifically, as shown by a broken line 60 in FIG. 2, a specific region corresponding to the alveolar bone 36 around the lower half of the root 30a of the first premolar 30 is set as an evaluation target region, and this evaluation target region 60 The bone density is evaluated from the intensity of the image. At the same time, the bone quality is evaluated from the variation in the intensity of the image of the evaluation target region 46. Further, the fracture risk is evaluated based on the evaluation result of the bone density and the evaluation result of the bone quality.
  • the lower end edge of the evaluation target region 60 is set at a position corresponding to the root apex of the first premolar tooth 30.
  • the right edge of the evaluation target region 60 is aligned with a position corresponding to the middle between the mutually opposite edges of the first premolar 30 and the canine 32 on the straight line L connecting the tooth necks of the teeth 30 to 34. It is done.
  • the left end edge of the evaluation target region 60 is aligned with a position corresponding to the middle between the corresponding end edges of the first premolar tooth 30 and the second premolar tooth 34 on the straight line L.
  • the region corresponding to the root 30 a of the first premolar 30 is excluded from the evaluation target region 60.
  • the specific region corresponding to the portion of the alveolar bone 36 around the lower half of the root 30a of the first premolar 30 is set as the evaluation target region 60 as disclosed in the above-mentioned Japanese Patent No. 4077430.
  • the bone density of the alveolar bone 36 corresponding to the evaluation target region 60 is closely related to the bone density of the whole body.
  • the upper part of the alveolar bone 36 is easily affected by periodontal disease, and, for example, the bone density of this part decreases when suffering from the periodontal disease.
  • the region corresponding to the upper portion of the alveolar bone 36 is removed from the evaluation target region 60.
  • the component of the root 30a itself of the first premolar 30 is not particularly related to the bone density of the whole body. Therefore, even if the region corresponding to the tooth root 30a is included in the evaluation target region 60, there is no particular influence on the evaluation result of the bone density. However, in the present embodiment, it is excluded from the evaluation target region 60 as described above. Also, in the evaluation of bone quality, the same evaluation target area 60 is set following the evaluation of bone density.
  • the bone density evaluation system according to the second embodiment in the above-mentioned Japanese Patent No. 4077430, regarding the X-ray image similar to that in FIG.
  • the intensity of the entire X-ray image including the reference bar is corrected so that the intensity is the intensity that should originally be.
  • the bone density of the alveolar bone is evaluated based on the average value of the intensity of the evaluation target region in the X-ray image after correction, and as a result, the bone density of the whole body is evaluated.
  • the bone density of the whole body can be evaluated based on the average value of the density of the evaluation target region because the average value of the density of the evaluation target region is the bone density measured by the above-described DXA method, that is, the whole body.
  • the osteoporosis diagnosis is conventionally performed based on the T value.
  • the T value is the average bone density (Young Adult Mean; hereinafter referred to as “YAM”) of young people aged 20 to 44 years, and the ratio of the bone density of the subject to this YAM is expressed as a percentage. This is the value expressed (strictly referred to as “comparative percentage for young adults”).
  • YAM Young Adult Mean
  • the average value of the intensity of the evaluation target region shows a strong correlation with the T value.
  • the reference bar 38 is set so that the intensity of the reference bar 38 is the original intensity.
  • the gray level of the entire X-ray image including is corrected.
  • the bone density of the alveolar bone 36 is evaluated based on the average value of the intensity of the evaluation target region 60 in the corrected X-ray image, and the bone density of the whole body is evaluated.
  • the standard deviation of the intensity of the evaluation target area 60 is obtained, and in addition, the coefficient of variation obtained by dividing this standard deviation by the average value of the intensity of the evaluation target area 60 is obtained. It is done.
  • This variation coefficient represents the variation in the intensity of the evaluation target region 60, but is a so-called dimensionless number. Therefore, it is not the absolute variation of the intensity itself, but the relative value of the intensity to the average value of the intensity. Variation.
  • the bone quality of the alveolar bone 36 is evaluated, and as a result, the bone quality of the whole body is evaluated. The reason why the whole body bone quality can be evaluated based on the coefficient of variation will be described in detail later.
  • the fracture risk is evaluated based on the evaluation result of the bone density and the evaluation result of the bone quality.
  • the fracture risk evaluation result is displayed on the display 12b shown in FIG. 1 together with the bone density evaluation result and the bone quality evaluation result, and printed on an appropriate piece of paper 22 such as a medical chart by the color printer 18 as necessary. Is done.
  • the average value of the intensity of the evaluation target region 60 correlates with the bone density of the alveolar bone 36 as described above, and further correlates with the bone density of the whole body.
  • the coefficient of variation CV is a value obtained by dividing the standard deviation D by al-BMD as a percentage.
  • the “T value” is a value when the above-mentioned YAM is 1.011, that is, a value obtained by dividing the L-BMD by the YAM of 1.011 as a percentage.
  • “historical fracture” if this value is 1, it indicates that there is a history of osteoporotic fracture, and if this value is 0, it indicates that there is no history of the osteoporotic fracture.
  • the “number of fine damages” is the number of fine damages actually confirmed visually from the evaluation target region 60 in the X-ray image.
  • FIG. 7 shows the relationship between L-BMD, al-BMD, and variation coefficient CV with respect to this T value, for example, using the T value in FIG. 6 as a reference.
  • FIG. 7 (a) shows a test subject with a T value of less than 70%, a subject with a T value of 70% or more and less than 80%, and a subject with a T value of 80% or more.
  • the average value of L-BMD is represented by a graph.
  • FIG. 7 (b) shows a subject with a T value of less than 70%, a subject with a T value of 70% or more and less than 80%, and a subject with a T value of 80% or more.
  • the average value of al-BMD is represented by a graph.
  • FIG. 7C shows the coefficient of variation CV for each of a subject having a T value of less than 70%, a subject having a T value of 70% or more and less than 80%, and a subject having a T value of 80% or more.
  • the average value of is represented by a graph.
  • a subject having a T value of less than 70% is a subject who is suspected of having osteoporosis in the current diagnosis of osteoporosis based on the T value.
  • a subject having a T value of 70% or more and less than 80% is a subject who is suspected of having osteopenia in the same diagnosis, and a subject having a T value of 80% or more is normal in the diagnosis. It is a test subject.
  • the L-BMD increases as the T value increases, that is, the L-BMD is proportional to the T value.
  • the al-BMD also increases as the T value increases, that is, the al-BMD is approximately proportional to the T value.
  • the variation coefficient CV is smaller as the T value is larger, that is, is approximately in inverse proportion to the T value. From this, the coefficient of variation CV seems to have some relationship with the bone strength in addition to the bone density.
  • FIG. 8A is a graph showing an average value of T values for each of a subject with a history of fracture and a subject with no history of fracture. It should be noted that the relationship of L-BMD with respect to the presence or absence of a fracture history is also shown in FIG. 8A.
  • FIG. 8B is a graph showing the average value of al-BMD for each of a subject with a history of fracture and a subject with no history of fracture.
  • FIG. 8C is a graph showing the average value of the coefficient of variation CV for each of a subject with a history of fracture and a subject with no history of fracture.
  • the T value is smaller for subjects with a history of fracture, and the T value is smaller for subjects without a history of fracture.
  • the greater the T value that is, the greater the bone density
  • the smaller the fracture risk in other words, the greater the bone strength.
  • the coefficient of variation CV is larger for subjects with a history of fracture and smaller for subjects without a history of fracture. Also from this, the coefficient of variation CV seems to have some relationship with the fracture risk, that is, the bone strength.
  • FIG. 9 (a) shows a case where a T value is less than 70%, a T value is 70% or more and less than 80%, and a T value is 80% or more.
  • the ratio (number of persons) of subjects with a history of fracture is shown in a graph.
  • FIG. 9B shows the number of fine damages for each of a subject having a T value of less than 70%, a subject having a T value of 70% or more and less than 80%, and a subject having a T value of 80% or more.
  • the average value of is represented by a graph.
  • subjects with a T history of less than 80% and subjects with a T value of less than 80% are more likely to have subjects with a history of fracture.
  • the ratio is large. This means that the greater the T value, that is, the greater the bone density, the lower the risk of fracture, in other words, the greater the bone strength.
  • the subject whose T value is 70% or more and less than 80% has many fine damage numbers rather than the subject whose T value is less than 70%.
  • This fine damage is one of the bone elements as described above. From this, it can be seen that bone quality including fine damage is an independent element different from bone density with respect to bone strength, in other words, fracture risk.
  • FIG. 10 (a) shows that a subject with an al-BMD of less than 71.4, a subject with an al-BMD of 71.4 or more and less than 82.0, and an al-BMD of 80.2 or more.
  • the ratio of the subjects who have a history of fractures with respect to each of the subjects is shown in a graph.
  • a subject whose al-BMD is less than 71.4 corresponds to a subject whose T value is less than 70%, that is, a subject who is suspected of having osteoporosis in the current diagnosis of osteoporosis based on the T value, in other words, For example, this corresponds to a subject who is deemed “careful” in the second embodiment of the aforementioned Japanese Patent No. 4077430.
  • a subject with al-BMD of 71.4 or more and less than 82.0 corresponds to a subject with a T value of 70% or more and less than 80%, that is, osteopenia in current osteoporosis diagnosis based on the T value.
  • This is equivalent to a subject who is suspected to be “attention” in the second embodiment of Japanese Patent No. 4077430.
  • a subject whose al-BMD is 80.2 or more corresponds to a subject whose T value is 80% or more, that is, a subject who is normal in the current diagnosis of osteoporosis based on the T value, in other words, a patent.
  • the boundary values (threshold values) of 71.4 and 82.0 for al-BMD here are determined by experience, including a comparison with the boundary values of 70% and 80% for the T value.
  • a subject with al-BMD of 71.4 or more and less than 82.0 is more fractured than a subject with al-BMD of less than 71.4.
  • the proportion of subjects with a history is large. This means that the greater the al-BMD, that is, the greater the bone density, the lower the risk of fracture, in other words, the greater the bone strength. This is the same as the meaning of the relationship between the T value shown in FIG. 9A and the ratio of subjects with a history of fracture.
  • the subject with al-BMD of 71.4 or more and less than 82.0 has a smaller number of fine damage than the subject with al-BMD of less than 71.4, The difference between the two is small. From this, it can be seen that bone quality including fine damage is an independent element different from bone density with respect to bone strength, in other words, fracture risk.
  • FIG. 11A shows that a subject with a coefficient of variation CV of 15.4% or more, a subject with a coefficient of variation CV of 12.2% or more and less than 15.4%, and a coefficient of variation CV of 12.2.
  • the graph shows the ratio of subjects with a history of fracture with respect to less than 2% of subjects.
  • FIG. 11B shows a subject whose coefficient of variation CV is 15.4% or more, a subject whose coefficient of variation CV is 12.2% or more and less than 15.4%, and a coefficient of variation CV of less than 12.2%.
  • the average value of the number of fine damages for each of the test subjects is represented by a graph.
  • the boundary values of 15.4% and 12.2% for the variation coefficient CV are values determined based on the relationship between the T value and the variation coefficient CV shown in FIG. 7C, for example. is there. That is, the boundary value of 15.4% is an average value (17.13%) of the coefficient of variation CV for subjects whose T value is less than 70% (that is, subjects who are suspected of having osteoporosis), and the T value is This is a value determined based on the average value (13.66%) of the coefficient of variation CV for subjects who are 70% or more and less than 80% (that is, subjects who are suspected of having osteopenia). Is an intermediate value between these two average values.
  • the boundary value of 12.2% is an average value (13.66%) of the coefficient of variation CV for subjects whose T value is 70% or more and less than 80%, and subjects whose T value is 80% or more (that is, normal) And the average value (10.66%) of the coefficient of variation CV for the subject), specifically, an intermediate value between these two average values.
  • the number of fine damage is so large that the variation coefficient CV is large, and the number of fine damage is so small that the said variation coefficient CV is small. From this, it can be seen that the coefficient of variation CV correlates with the number of fine damages, that is, correlates with bone quality including the number of fine damages.
  • a subject having a coefficient of variation CV of 15.4% or more can be evaluated as having a weak bone quality, that is, “careful”.
  • a subject with a coefficient of variation CV of 12.2% or more and less than 15.4% can be evaluated as having a slightly fragile bone and requiring some “caution”.
  • a subject having a coefficient of variation CV of less than 12.2% can be evaluated as having a strong bone quality, that is, “normal”.
  • FIG. 12 shows the correlation coefficient between the parameters in FIG.
  • the numerical value of the upper stage of each numerical value column in this FIG. 12 is a correlation coefficient
  • the numerical value of a lower stage is the significance probability in a two-sided test.
  • each parameter including the coefficient of variation CV is correlated with each other. That is, it can be seen that the coefficient of variation CV correlates with the other parameters L-BMD, al-BMD, the presence or absence of a fracture history, and the number of micro-injuries.
  • FIG. 13 shows the results of ROC analysis of the discrimination ability of the presence or absence of a fracture for each of L-BMD, al-BMD, and coefficient of variation CV.
  • L-BMD the longest ROC analysis of the discrimination ability of the presence or absence of a fracture for each of L-BMD, al-BMD, and coefficient of variation CV.
  • the discrimination ability by al-BMD is the highest (the farthest from the linear reference line).
  • the coefficient of variation CV correlates with the bone quality including the number of minute lesions, and the coefficient of variation CV has the ability to identify the presence or absence of a fracture. Therefore, in the present embodiment, based on the coefficient of variation CV as described above. Systemic bone quality. Further, the fracture risk is evaluated based on the evaluation result of the bone quality and the evaluation result of the bone density by al-BMD. Specifically, as shown in FIG. 14, for example, it is considered normal only when the coefficient of variation CV is less than 12.2% and al-BMD is 82.0% or more. Is evaluated.
  • a plurality of image data is stored in the hard disk in the PC 12, and in particular, image data of four or more X-ray images obtained from the same subject on different days is stored.
  • a main screen 100 as shown in FIG. 15 is displayed on the display 24 of the PC 12.
  • a horizontally long title bar 102 is displayed at the top of the main screen 100.
  • a horizontally written character string here, a character string “ musicians No. 00001”
  • a button with a “x” mark for closing the main screen 100 a so-called close button 105 is displayed.
  • a horizontally long menu bar 106 similar to the title bar 102 is displayed below the title bar 102.
  • a plurality of character strings 108, 108,... Representing the contents of menus that can be operated on the main screen 100 are displayed in a horizontal row.
  • a horizontally long toolbar 110 is displayed below the menu bar 106.
  • a plurality of tool buttons 112, 112,... Which are designed menus in the menu bar 106 are displayed in a horizontal row.
  • a rectangular frame area 114 is displayed below the toolbar 110.
  • radio buttons 126, 126,... For selecting which of the picture boxes 116, 116,. Are displayed in a vertical line. Then, on the right side of each radio button 124, a character string 128 representing “image A” (A: any one of 1 to 4) corresponding to the radio button 124 is displayed. Further, a character string “image selection” representing the function of each radio button 126, 126,... Is displayed above the arrangement of the radio buttons 126, 126,.
  • a value serving as a boundary between “attention” and “attention” for al-BMD is input, and the above-described value “71.4” is input as a default value.
  • two boundary values for inputting two boundary values for the variation coefficient CV related to the fracture risk evaluation are input to the right side of the arrangement of the character strings 122, 122,...
  • Edit boxes 144 and 146 are displayed. That is, in the edit box 144 on the left side, a value serving as a boundary between “normal” and “caution” for the coefficient of variation CV is input, and the above-described value “12.2” is input as a default value.
  • a value serving as a boundary between “attention” and “attention” for the variation coefficient CV is input, and the above-described value “15.4” is input as a default value.
  • a histogram display area 148 is displayed in the lower part of the frame area 114.
  • vertical scale lines 150, 150,... are written at regular intervals in the direction along the horizontal axis.
  • a character string 152 representing the indicated value of the scale line 150 is displayed below each scale line 150.
  • the main screen 100 has substantially the same configuration as that of the second embodiment in the above-mentioned Japanese Patent No. 4077430, and a character string 120, 120,... Representing al-BMD and a character representing a variation coefficient CV.
  • the columns 122, 122,... Are different from the character strings 124, 124,... Representing the fracture risk evaluation results, and the four edit boxes 136, 138, 144, and 146, and the two characters associated therewith. Only the portions of the columns 140 and 142 are different.
  • the radio button 126 corresponding to “image 1” is turned on (clicked) by the operation of the pointing device described above, that is, the picture box 116 corresponding to “image 1” is valid.
  • arbitrary image data is read from the hard disk by operating the pointing device.
  • an X-ray image 154 according to the image data is displayed in the picture box 116 of “image 1”.
  • the X-ray image 154 is displayed in gray scale. If the original image data is color data, the image data is converted into grayscale data when read from the hard disk.
  • the command for reading the image data is stored in, for example, a “file” menu in the menu bar 106.
  • the image data can also be read by operating the corresponding tool button 112 in the toolbar 110.
  • the method for reading the image data is the same as that of the second embodiment in the above-mentioned Japanese Patent No. 4077430.
  • the radio button 126 corresponding to “image 1” is turned on.
  • a sub-screen (dialog box) 200 as shown in FIG. 18 is displayed on the display 12b. Note that the command for starting the evaluation of the fracture risk is stored in, for example, an “edit” menu in the menu bar 106.
  • a horizontally long title bar 202 is displayed at the top of the sub-screen 200.
  • a horizontally written character string in this case, “Chart No. 00001-Image 1”
  • Column 204 is displayed left justified.
  • a close button 205 for closing the sub screen 200 is displayed at the right end portion in the title bar 202.
  • a rectangular frame area 206 is displayed below the title bar 202.
  • a rectangular area selection area 208 is displayed with a small space in the lower part thereof.
  • an enlarged image 210 obtained by enlarging the X-ray image 154 of the currently activated “image A” (here, “image 1”) is displayed.
  • radio buttons 222, 222,... are displayed in a single vertical row on the right side of the area selection area 208 and in the upper part of the frame area 206.
  • Individual character strings representing the headings of the radio buttons 222, 222,... For example, “reference bar”, “maximum value (white)”, The character strings 224, 224,... "Minimum value (black)” and "Evaluation object" are displayed.
  • a note area 230 for displaying a note 228 is provided on the right side of the group of radio buttons 222, 222,... Immediately after the sub screen 200 is displayed, in other words, when each of the radio buttons 222, 222,... Is in an OFF state, the character string “unprocessed” is displayed as the note 228.
  • two edit boxes 232 and 234 are displayed side by side.
  • two character strings 236 and 238 representing the headings of the edit boxes 232 and 234, which are “reference maximum value” and “reference minimum value”, are displayed.
  • a reference maximum value Ysmax (to be described later) is input to one of the edit boxes 232 and 234, for example, an edit box 232 with a heading (character string) 236 of “reference maximum value”, and “180” is set as a default value. Is entered.
  • a reference minimum value Ysmin described later is input, and a value “30” is input as a default value.
  • a horizontally long rectangular reference bar display area 240 is displayed below the edit boxes 232 and 234.
  • a substantially square evaluation target display area 244 is displayed below the left side of the reference bar display area 240.
  • a substantially square histogram display area 248 is displayed on the right side of the evaluation target display area 244.
  • vertical graduation lines 250, 250,... are written at regular intervals in the direction along the horizontal axis.
  • three radio buttons 252, 252,... are displayed in a horizontal row.
  • There is an individual character string representing the heading of each of the radio buttons 252, 252,. 254, 254,... are displayed.
  • a character string 256 “histogram” representing the function of each radio button 252, 252,... Is displayed above each radio button 252, 252,.
  • the sub-screen 200 has the same configuration as that of the second embodiment in the above-mentioned Japanese Patent No. 4077430, and the radio button 222 to which the character string 224 of “evaluation target” is attached is turned on. Only the contents of the note 228 displayed in the note area 230 are different.
  • the radio button 222 marked with is turned on.
  • an area corresponding to the reference bar 38 shown in FIG. 19 an area corresponding to the reference bar 38 shown in FIG.
  • 260 is selected to be rectangular.
  • one side of the rectangular region 258 coincides with one end edge of the reference bar 260 and faces one side of the rectangular region 258.
  • the rectangular area 258 is selected so that the other side of the rectangular area 258 matches the other edge of the reference bar 260.
  • the remaining sides (upper side and lower side) of the rectangular region 258 are inside the peripheral edge of the reference bar 260, and FIG. It suffices that the regions corresponding to the uppermost portion and the lowermost portion of the block 38 shown in (1) are included in the rectangular region 258 (at least only a portion thereof).
  • the intensity within the set reference bar area 258, for example, the luminance Y [i, j] ([i, j ]; Coordinates of each pixel constituting the enlarged image 210), and the maximum value and the minimum value are detected.
  • the maximum value the luminance Y [i, j] of the region basically corresponding to the uppermost portion of the block 38, that is, the region corresponding to the portion where the aluminum foil 40 is adhered is detected.
  • the lowest value basically the luminance Y [i, j] of the area corresponding to the lowermost part of the block 38 is detected.
  • the maximum value and the minimum value of the brightness Y [i, j] detected in this way are recorded in the table 300 shown in FIG. 20 as the brightness maximum value Ybmax and the brightness minimum value Ybmin, respectively.
  • the table 300 is formed in the hard disk when the fracture risk evaluation program is started.
  • the table 300 also records the above-described reference maximum value Ysmax and reference minimum value Ysmin.
  • the brightness Y [i, of the enlarged image 210 displayed in the area selection area 208 is displayed.
  • j] is corrected.
  • the corrected luminance Y ′ [i, j] is obtained based on the following equation (1).
  • the enlarged image is such that the maximum luminance value Ybmax matches the reference maximum value Ysmax as the reference value, and the minimum luminance value Ybmin matches the reference minimum value Ysmin as the reference value.
  • the overall luminance Y [i, j] 210 is corrected.
  • the enlarged image 210 in the area selection area 208 is displayed again based on the corrected luminance Y ′ [i, j] obtained by this equation 1. That is, the enlarged image 210 after the brightness Y [i, j] is corrected is displayed again.
  • all the pixels of the enlarged image 210 are distributed according to the gradation x of each corrected luminance Y ′ [i, j], for example, 256 gradations x. Then, based on the following Equation 2, the frequency Ha ′ [x] for each gradation x is obtained.
  • Equation 2 Na is the total number of pixels of the enlarged image 210, and na '[x] is the number of pixels assigned to the gradation x in the total number of pixels Na.
  • the frequency Ha ′ [x] based on the number 2 is also recorded in the table 300 described above.
  • a so-called normalized frequency Ha ′ [x] is obtained.
  • each pixel constituting the reference bar area 258 is sorted according to the gradation x of each luminance Yb ′ [i, j]. Then, a corrected frequency Hb ′ [x] for each gradation x is obtained based on the following Equation 3.
  • Equation 3 Nb is the total number of pixels constituting the reference bar region 258, and nb '[x] is the number of pixels assigned to the gradation x in the total number of pixels Nb.
  • the corrected frequency Hb ′ [x] based on Equation 3 is also recorded in the table 300.
  • the average value Mb ′ of the corrected luminance Yb ′ [i, j] in the reference bar region 258 is obtained.
  • the corrected average value Mb ′ is obtained based on the following equation (4).
  • the corrected average value Mb ′ based on this number 4 is also recorded in the table 300.
  • the corrected average value Mb ′ based on the equation 4 is set as a reference average value SMb ′ described later.
  • the standard deviation Db ′ of the corrected luminance Yb ′ [i, j] in the reference bar area 258 is obtained.
  • the corrected standard deviation Db ′ is obtained based on the following equation (5).
  • the corrected standard deviation Db ′ based on this number 5 is also recorded in the table 300.
  • the corrected standard deviation Db ′ based on this equation 5 is set as a reference standard deviation SDb ′ described later.
  • corrected average value Mb ′ and corrected standard deviation Db ′ are displayed as a note 228 in the note area 230.
  • a character string representing a heading “reference bar” is displayed as the note 228 in the upper portion of the note area 230.
  • the heading 224 “Evaluation target” of the four radio buttons 222, 222 Assume that the radio button 222 marked with is turned on. Then, the boundary line of the reference bar area 258 indicated by the broken line in FIG. In this state, on the enlarged image 210 of the area selection area 208, as shown by a broken line 266 in FIG. 21, an area corresponding to the evaluation target area 60 shown in FIG. And That is, the evaluation target area 266 is selected on the enlarged image 210 in the area selection area 208. Thereby, the evaluation target area 266 is set, and the corrected frequency Ho ′ [x] of the evaluation target area 266 is obtained based on the following equation (6).
  • No is the total number of pixels constituting the evaluation target area 266, and no '[x] is the number of pixels of the gradation x among the total number of pixels No.
  • the corrected frequency Ho ′ [x] based on Equation 6 is recorded in the table 300 described above.
  • the corrected average value Mo ′ is obtained based on the following equation (7). Note that the corrected average value Mo ′ based on Equation 7 is treated as the above-described al-BMD. The corrected average value Mo ′ as al-BMD is also recorded in the table 300.
  • the standard deviation Do ′ of the corrected luminance Yo ′ [i, j] in the evaluation target region 266 is obtained.
  • the corrected standard deviation Do ′ is obtained based on the following equation (8).
  • the corrected standard deviation Do ′ based on this equation 8 is also recorded in the table 300.
  • the corrected standard deviation Do ′ based on the equation 8 is divided by the corrected average value Mo ′ based on the above equation 7, that is, the coefficient of variation CV is obtained based on the following equation 9.
  • the coefficient of variation CV based on Equation 9 is also recorded in the table 300.
  • an enlarged image 268 of the evaluation target area 266 is displayed in the evaluation target display area 244 as shown in FIG.
  • a character string representing al-BMD (corrected average value Mo ′) and variation coefficient CV is displayed as a note 228 in the note area 230.
  • a character string representing the heading “evaluation target” is also displayed as the note 228 at the top of the note area 230.
  • the above-described reference average value SMb and reference standard deviation SDb are displayed by the character strings 132 and 134 in the right part of the frame area 114.
  • the X-ray image 154 in the picture box 116 of “Image 1” is displayed again based on the corrected luminance Y ′ [i, j].
  • the X-ray image 154 after the luminance Y [i, j] is corrected is displayed in the picture box 116.
  • the character string 120, 122, and 124 below the picture box 116 of “image 1” displays the al-BMD, the coefficient of variation CV, and the fracture risk evaluation result RF for the “image 1”.
  • the al-BMD is 88.14, that is, the al-BMD is 82.0 or more, and the variation coefficient CV is 14.77, that is, the variation coefficient CV is Since it is 12.2% or more and less than 15.4%, the evaluation result RF of “caution” is given by collation with the evaluation criteria shown in FIG.
  • a histogram 156 according to the corrected frequency Ho ′ [x] is displayed in the histogram display area 148. This histogram 156 is similar to the histogram 264 in the sub-screen 200 shown in FIG.
  • the sub screen 200 is displayed for the other “image A”, that is, “image 2”, “image 3”, and “image 4”, and the operation on the sub image 200 is performed.
  • correction processing is performed in a manner different from that in “image 1”.
  • each pixel constituting the reference bar area 258 is classified according to the gradation x of each luminance Yb [i, j]. Sorted. Then, based on the following Equation 10, the frequency Hb [x] for each gradation x is obtained.
  • Nb is the total number of pixels constituting the reference bar area 258, and nb [x] is the number of pixels allocated to the gradation x in the total number of pixels Nb.
  • the frequency Hb [x] based on the equation 10, that is, the normalized frequency Hb [x] is recorded in the table 300 described above.
  • the average value Mb and the standard deviation Db of the luminance Yb [i, j] in the reference bar area 258 are obtained. Specifically, the average value Mb is obtained based on Equation 11, and the standard deviation Db is obtained based on Equation 12. The average value Mb and the standard deviation Db are also recorded in the table 300.
  • the luminance Y [i, j] of the entire enlarged image 210 in the area selection area 208 is corrected based on the following Equation 13 including the average value Mb and the standard deviation Db, that is, the corrected luminance Y '[I, j] is determined.
  • the corrected luminance Yb ′ [i, j] of the reference bar area 258 of “image 1” is used as a reference.
  • Luminance Y [i, j] is corrected, that is, correction processing is performed.
  • the enlarged image 210 in the area selection area 208 is displayed again based on the corrected luminance Yb ′ [i, j].
  • an enlarged image 262 of the reference bar area 258 based on the corrected luminance Yb ′ [i, j] is displayed.
  • the X-ray image 154 in the picture box 116 of each “image A” is displayed again based on the corrected luminance Y ′ [i, j].
  • the corrected luminances Y ′ [i, j] are substantially uniform among the X-ray images 154, 154,... In the picture boxes 116, 116,.
  • the corrected luminance Y ′ [i, j] of the region to be corrected becomes uniform.
  • the character strings 120, 122, and 124 below the picture box 116 of each “image A” display the al-BMD, the variation coefficient CV, and the fracture risk evaluation result RF for the “image A”. .
  • histograms 156 according to the corrected frequencies Ho ′ [x] of each “image A”, that is, a total of four histograms 156, 156,. These histograms 156, 156,... Are displayed in different modes, for example, colors and line types, for differentiating each other.
  • step S3 the luminance Y [i, j] of the entire enlarged image 210 including the reference bar area 258 is corrected. Specifically, for example, when “image 1” is validated, the luminance Y [i, j] is corrected based on the above-described equation 1, that is, the corrected luminance Y ′ [i, j] is corrected. Ask.
  • step S5 when the evaluation target area 266 is selected by operating the pointing device as described with reference to FIG. 21, the selected evaluation target area 266 is set (to itself). After that, the PC 12 proceeds to step S7, and calculates the corrected average value Mo ′ of the evaluation target region 266 based on the above-described formula 7, specifically based on the formula 7 including the calculation result of the above-described formula 6. Ask. As described above, the corrected average value Mo ′ is handled as al-BMD.
  • step S9 the PC 12 proceeds to step S9, and obtains the corrected standard deviation Do 'of the evaluation target area 266 based on the above-described equation 8. Then, the process proceeds to step S11, and the coefficient of variation CV of the evaluation target area 266 is obtained based on the above formula 9.
  • step S13 the corrected standard deviation Do 'obtained in step S9 and the coefficient of variation CV obtained in step S11 are compared with the evaluation criteria shown in FIG.
  • the bone quality and bone density of the subject are evaluated based on the X-ray image of the mandible taken for dentistry, and the fracture risk is evaluated.
  • the evaluation of bone quality and bone density is realized by a simpler examination for dentistry, and consequently the risk of fracture Evaluation is realized. This is expected to be extremely useful in the prevention and treatment of osteoporosis including osteopenia.
  • the alveolar bone of the mandible that is the subject of X-ray imaging in this embodiment starts to decrease in bone density (bone mass) earlier than the lumbar spine that is subject to imaging in the DXA method, and more rapidly.
  • the spine including the lumbar spine may show a false increase in bone density due to metamorphic changes due to aging or intense exercise.
  • the bone density is evaluated more accurately than the above-described conventional technique based on the X-ray image of the lumbar spine or the like by the DXA method. Therefore, it is expected that fracture risk can be evaluated more accurately. This is also expected for bone quality assessment.
  • the evaluation of the bone quality in the present embodiment is based on the coefficient of variation CV, which is a dimensionless number, in particular, when the intensity of the original X-ray image (X-ray film 20) differs for each original X-ray image. Regardless of this, the bone quality can be accurately evaluated. That is, although the coefficient of variation CV referred to here represents the variation in the lightness of the evaluation target region 60 shown in FIG. 2, it is not an absolute lightness of the lightness, but the lightness of the lightness relative to the average value of the lightness. Represents relative variation. On the other hand, the intensity of the entire X-ray image including the evaluation target region 60 may vary depending on various conditions such as the time of imaging.
  • the coefficient of variation CV does not represent the absolute variation in the intensity of the evaluation target region 60 as described above, but represents the relative variation in the intensity with respect to the average value of the intensity. Even if the intensity of the entire X-ray image changes, it is basically constant. Therefore, bone quality can be accurately evaluated based on such a variation coefficient CV. Note that even when the subjects are different, the intensity of the evaluation target region 60 itself and the absolute variation in the intensity of the evaluation target region 60 change. In this case as well, the bone quality is evaluated based on the coefficient of variation CV. Can be realized accurately.
  • the intensity of the entire X-ray image including the reference bar 38 is corrected so that the intensity of the reference bar 38 as an index is constant.
  • the bone density is evaluated based on the corrected X-ray image. Therefore, even in the evaluation of the bone density, even if the intensity of the original X-ray image differs from one original X-ray image to another, it is possible to eliminate the influence of the original X-ray image and realize an accurate evaluation.
  • this embodiment is a specific example of this invention until it gets tired, and does not limit the scope of the present invention.
  • the bone quality is evaluated based on the coefficient of variation CV after the correction processing described above, but the bone quality based on the coefficient of variation CV may be evaluated before the correction processing.
  • the bone quality may be evaluated based on the reciprocal (1 / CV) of the coefficient of variation CV instead of the coefficient of variation CV.
  • the fracture risk is evaluated based on the coefficient of variation CV and al-BMD. Based on either one of the coefficient of variation CV or al-BMD, for example, based on only the coefficient of variation CV. Fracture risk may be assessed. However, it goes without saying that more accurate evaluation of fracture risk can be realized based on both the coefficient of variation CV and al-BMD.
  • the fracture risk evaluation criteria shown in FIG. 14 are merely examples, and are not limited thereto.
  • the coefficient of variation CV is 12.2% or more and less than 15.4%
  • al-BMD is 71.4% or more and less than 82.0%
  • An evaluation of “Needs attention” is given, but an evaluation of “attention” may be given instead.
  • the boundary values of 15.4% and 12.2% for the coefficient of variation CV are also examples, and are not limited to these values.
  • the boundary values of 71.4 and 82.0 for al-BMD are examples, and are not limited to these values.
  • the evaluation criteria of FIG. 14 are determined by so-called retrospective research. However, more appropriate evaluation criteria are determined by performing more clinical experiments including prospective studies. It is expected.
  • the fracture risk assessment program installed in the PC 12 may be provided not only by the storage medium 14 such as a DVD-ROM but also through an electric communication line such as the Internet.
  • the fracture risk evaluation apparatus is realized by the fracture risk evaluation program executed by the PC 12, that is, the so-called general-purpose computer PC12. It may be realized.

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Abstract

【課題】 より簡便な検査によって骨質を評価する。 【解決手段】 本発明によれば、被験者の下顎骨のX線画像に基づいて、詳しくは第1小臼歯30の周囲の歯槽骨36部分を含む評価対象領域60の濃淡度のばらつきに基づいて、当該被験者の骨質が評価される。ここで言うX線画像は、例えば歯科検査時に得られる。一方、骨質を評価するための従来技術として、例えばDXA法によるX線画像に基づくものが知られている。即ち、本発明によれば、当該DXA法という比較的に大掛かりな検査が行われることを前提とする従来技術に比べて、より簡便な検査によって骨質を評価することができる。なお、本発明によれば、骨質の評価に加えて、骨密度の評価も実現される。さらに、これら骨質および骨密度の評価結果に基づいて、被験者に骨粗鬆症性骨折が生ずるリスク、いわゆる骨折リスク、の評価も実現される。

Description

骨質評価装置,方法およびプログラムならびに骨折リスク評価装置,方法およびプログラム
 本発明は、骨質評価装置,方法およびプログラムならびに骨折リスク評価装置,方法およびプログラムに関し、特に、被験者の下顎骨のX線画像(または「レントゲン画像」とも称される。)を基に当該被験者の骨質を評価する骨質評価装置,方法およびプログラムならびに当該被験者に骨粗鬆症性骨折(または「脆弱性骨折」とも称される。)が生ずるリスクを評価する骨折リスク評価装置,方法およびプログラムに関する。
 骨粗鬆症は、かつて、骨密度が低下して骨折リスクが増大する疾患である、と定義されていた。このため、骨粗鬆症の予防や治療に際しては、骨密度を中心に考えられていた。ところが、骨密度が正常な範囲内にあるにも拘らず、骨折するケースが少なくなく、その後の研究により、骨折リスクは骨密度のみならず骨質にも関係することが分かった。これに伴い、現在の骨粗鬆症の定義は、骨強度が低下して骨折リスクが増大する疾患である、とされている。そして、骨強度は、骨密度が約70%、骨質が約30%、の割合で関係する、とされている。さらに、骨質は、構造特性と材質特性とに大別され、このうちの構造特性は、骨サイズ,骨形態,骨微細構造等を要素とし、材質特性は、骨基質,骨代謝回転,微細損傷(微小骨折),骨組織の石灰化度等を要素とする、とされている。
 ここで、骨密度を評価(検査)する技術としては、例えば2重エネルギX線吸収(Dual-energy X-ray Absorptiometry;以下「DXA」と称する。)法が知られており、『骨粗鬆症の治療と予防ガイドライン2015年版』によれば、当該DXA法によって腰椎と大腿骨近位部とのそれぞれについて評価するのが望ましい、とされている。
 一方、骨質を評価する技術としては、例えば非特許文献1に開示されたものが知られている。この非特許文献1に開示された技術によれば、DXA法による腰椎と大腿骨頸部とのそれぞれのX線画像における各画素の濃度のばらつきが実験的バリオグラムという関数によって求められ、さらに、このばらつきの演算結果からTBS(Trabecular Bone Score)という値が求められる。このTBSは、骨質に相関し、厳密には当該骨質の要素の1つである海綿骨微細構造に相関する。従って、このTBSから海綿骨微細構造を間接的に評価することができる。具体的には、このTBSが大きいほど、海綿骨微細構造は強靭な状態にあり、当該TBSが小さいほど、海綿骨微細構造は脆弱な状態にある、と評価される。
 また、非特許文献2には、骨密度のみによっては、骨折リスクを精確に評価することはできず、当該骨折リスクを精確に評価するには、骨密度とTBSとの組合せに基づくのが望ましい旨が、開示されている。例えば、骨密度が正常な範囲内にあるとしても、TBSが小さい場合には、骨折リスクは小さくはなく、例えば骨粗鬆症であるか少なくともその一歩手前の骨減少症である可能性がある。言い換えれば、骨密度が同等であっても骨折リスクは同等でない場合があり、これを識別するのにTBSは有用である、とされている。
 さらに、非特許文献3には、TBSによる骨粗鬆症性椎体骨折の識別能が日本人高齢女性にも適合する旨が、開示されている。その結語として、TBSは、骨密度とは独立した骨折識別能を示し、とりわけ腰椎の骨密度が比較的に高い症例での有用性が示唆された、とされている。
Laurent Pothuaud、他2名、"Correlations between grey-level variations in 2D projection images (TBS) and 3D microarchitecture: Applications in the study of human trabecular bone microarchitecture"、Bone 42 (2008)、Elsevier B.V.、2008年1月29日、p.775-787 Didier Hans、"The ABC of Trabecular Bone Score (TBS): From Theory to Clinical Practice"、Lausanne University Hospital 田中健祐、「海綿骨スコアによる骨粗鬆症性椎体骨折の識別能:日本人高齢女性における検討」、川崎医学会誌、2015年、第41(2)号、p.129-141
 しかしながら、上述の非特許文献1~3に開示された従来技術は、DXA法によるX線画像からTBSという値を求め、このTBSから骨質を評価するものである。即ち、これらの従来技術は、DXA法という比較的に大掛かりな検査が行われることを前提とする。このため、より簡便な検査によって骨質を評価し、ひいては骨折リスクを評価することができる、新規な技術の出現が、望まれている。
 そこで、本発明は、従来よりも簡便な検査によって骨質を評価し、ひいては骨折リスクを評価することができる、新規な技術を提供することを、目的とする。
 本発明の発明者は、特許第4077430号公報に係る発明の発明者でもあり、被験者(人間)の下顎骨のX線画像を基に当該被験者の骨密度を評価する、という同公報に係る発明をベースとして、さらに、当該X線画像を基に当該被験者の骨質をも評価し得るのではないかと考え、この考えが妥当であることを臨床的実験によって確認し、その上で、本発明を完成した。具体的には、本発明の発明者は、被験者の下顎骨のX線画像における当該下顎骨の特定部分に対応する特定領域の濃淡度のばらつきが、当該被験者の骨質に相関することを、後述する如く臨床的実験によって確認し、その上で、このばらつきに基づいて当該被験者の骨質を評価する技術を創作し、ひいては本発明を完成した。このような本発明は、骨質評価装置に係る第1発明と、この第1発明を用いる骨折リスク評価装置に係る第2発明と、骨質評価方法に係る第3発明と、この第3発明を用いる骨折リスク評価方法に係る第4発明と、骨質評価プログラムに係る第5発明と、この第5発明を用いる骨折リスク評価プログラムに係る第6発明と、を含む。
 まず、第1発明は、被験者の下顎骨のX線画像を基に当該被験者の骨質を評価する骨質評価装置であって、ばらつき演算手段と、骨質評価手段と、を具備する。このうちのばらつき演算手段は、被験者の下顎骨のX線画像における当該下顎骨の特定部分に対応する特定領域の濃淡度のばらつきを求める。そして、骨質評価手段は、このばらつき演算手段による演算結果に基づいて、つまり被験者の下顎骨のX線画像における当該下顎骨の特定部分に対応する特定領域の濃淡度のばらつきに基づいて、当該被験者の骨質を評価する。
 このように第1発明によれば、被験者の下顎骨のX線画像を基に当該被験者の骨質が評価される。ここで言うX線画像は、例えば歯科検査時に得られ、つまり上述の従来技術において前提とされるDXA法よりも簡便な検査によって得られる。即ち、この第1発明によれば、従来よりも簡便な検査によって骨質を評価することができる。
 なお、この第1発明において、特定部分は、第1小臼歯の周囲の歯槽骨部分を含むものとする。上述の特許第4077430号公報にも開示されているが、このような特定部分の骨密度は、全身の骨密度と密接に関係することが、知られている。これに倣って、第1発明においては、X線画像における当該特定部分に対応する特定領域の濃淡度のばらつきに基づいて骨質が評価される。
 また、第1発明において、ばらつき演算手段は、特定領域の濃淡度の標準偏差と当該特定領域の濃淡度の平均値との相対比をばらつきとして求めてもよい。この場合、骨質評価手段は、当該相対比に基づいて骨質を評価するものとする。ここで言う相対比としては、例えば特定領域の濃淡度の標準偏差を当該特定領域の濃淡度の平均値で除して得られる変動係数(または「相対標準偏差」とも称される。)が適当であるが、この変動係数の逆数であってもよい。このような相対比は、無次元数であり、特定領域の濃淡度の平均値に対する当該特定領域の濃淡度の相対的なばらつきを表す。要するに、この相対比は、特定領域の濃淡度の絶対的なばらつきそのものではなく、当該特定領域の濃淡度の平均値を基準とする当該特定領域の濃淡度の相対的なばらつきを表す。このような相対比に基づいて骨質が評価されることで、特定領域を含むX線画像全体の濃淡度の違いに拘らず、当該骨質を精確に評価することができる。即ち、X線画像の撮影時等の諸条件によっては、当該X線画像全体の濃淡度が変わることがある。すると、このX線画像における特定領域の濃淡度の平均値も変わり、これに伴い、当該特定領域の濃淡度の絶対的なばらつきも変わる。このように諸条件の影響を受けて変わってしまう絶対的なばらつきからは、骨質を精確に評価することはできない。これに対して、ここで言う相対比は、上述の如く特定領域の濃淡度の絶対的なばらつきそのものではなく、当該特定領域の濃淡度の平均値を基準とする当該特定領域の濃淡度の相対的なばらつきを表すので、このような相対比に基づいて骨質が評価されることで、特定領域を含むX線画像全体の濃淡度の違いに拘らず、当該骨質を精確に評価することができる。また、被験者が異なる場合にも、特定領域の濃淡度そのものや当該特定領域の濃淡度の絶対的なばらつきに違いがあるが、このような場合でも、ここで言う相対比に基づくことで、精確に骨質を評価することができる。
 次に、第2発明は、被験者に骨粗鬆症性骨折が生ずるリスクを評価する骨折リスク評価装置であって、第1発明の骨質評価装置を備え、さらに、骨折リスク評価手段を具備する。この骨折リスク評価手段は、第1発明における骨質評価手段による評価結果に基づいて、つまり当該骨質評価手段による被験者の骨質についての評価結果に基づいて、当該被験者に骨粗鬆症性骨折が生ずるリスクを評価する。
 即ち、この第2発明は、第1発明を利用して骨折リスクを評価するものである。言い換えれば、この第2発明は、第1発明を利用して被験者に骨減少症を含む骨粗鬆症の疑いがあるかどうかを評価するものである。
 なお、この第2発明においては、骨密度評価手段が、さらに設けられてもよい。この骨密度評価手段は、X線画像における上述の特定領域の濃淡度に基づいて被験者の骨密度を評価する。そして、骨折リスク評価手段は、骨質評価手段による評価結果に加えて、当該骨密度評価手段による評価結果にも基づいて、骨折リスクを評価するものとする。このように骨質についての評価結果のみならず、骨密度についての評価結果にも基づいて、骨折リスクが評価されることで、より精確に当該骨折リスクを評価することができる。
 ただし上述したように、特定領域を含むX線画像全体の濃淡度は、当該X線画像の撮影時等の諸条件によって変わる。従って、このようなX線画像における特定領域の濃淡度からは、骨密度評価手段による骨密度の評価が精確に行われないことがある。従って、骨密度評価手段による骨密度の評価が行われる前に、X線画像の濃淡度が適当な要領で適切に補正されるのが、望ましい。そのために例えば、X線画像は、下顎骨と並んで配置された所定の標本体の画像を含むものとする。この標本体としては、例えばX線に対する透過率が一定かつ既知である固体物があり、とりわけ上述の特許第4077430号公報に開示されているアルミニウム製ブロックが適当である。そして、このX線画像における標本体の画像の濃淡度が所定の基準値と一致するように当該X線画像全体の濃淡度を補正する補正手段が、さらに設けられる。その上で、骨密度評価手段は、この補正手段による補正が施された後の補正後画像における特定領域の濃淡度に基づいて骨密度を評価するものとする。即ち、この構成によれば、標本体が言わば指標とされ、この標本体の画像の濃淡度が所定の基準値と一致するように、つまりは当該標本体の画像の濃淡度が本来あるべき濃淡度となるように、当該標本体の画像を含むX線画像全体の濃淡度が補正される。その上で、この補正後画像における特定領域の濃淡度に基づいて骨密度が評価される。これにより、元の(補正前の)X線画像全体の濃淡度の違いに拘らず、骨密度を精確に評価することができる。
 このような補正手段が設けられる場合には、上述のばらつき演算手段は、X線画像における特定領域の濃淡度のばらつきではなく、当該補正手段による補正が施された後の補正後画像における特定領域の濃淡度のばらつきを、求めてもよい。より具体的には、ばらつき演算手段は、補正後画像における特定領域の濃淡度の標準偏差と当該補正後画像における特定領域の濃淡度の平均値との相対比をばらつきとして求め、さらに、骨質評価手段は、当該相対比に基づいて骨質を評価するものとしてもよい。
 続いて、第3発明は、被験者の下顎骨のX線画像を基に当該被験者の骨質を評価する骨質評価方法であって、ばらつき演算過程と、骨質評価過程と、を具備する。このうちのばらつき演算過程においては、被験者の下顎骨のX線画像における当該下顎骨の特定部分に対応する特定領域の濃淡度のばらつきを求める。そして、骨質評価過程においては、ばらつき演算過程による演算結果に基づいて、つまり被験者の下顎骨のX線画像における当該下顎骨の特定部分に対応する特定領域の濃淡度のばらつきに基づいて、当該被験者の骨質を評価する。
 即ち、この第3発明は、第1発明に対応する方法の発明である。従って、この第3発明によれば、第1発明によるのと同様の作用が奏される。
 なお、この第3発明においても、第1発明と同様に、特定部分は、第1小臼歯の周囲の歯槽骨部分を含むものとしてもよい。
 また、ばらつき演算過程においては、特定領域の濃淡度の標準偏差と当該特定領域の濃淡度の平均値との相対比をばらつきとして求めてもよい。この場合、骨質評価過程においては、当該相対比に基づいて骨質を評価するものとする。
 第4発明は、被験者に骨粗鬆症性骨折が生ずるリスクを評価する骨折リスク評価方法であって、第3発明の骨質評価方法を備え、さらに、骨折リスク評価過程を具備する。この骨折リスク評価過程では、第3発明における骨質評価過程による評価結果に基づいて、つまり当該骨質評価過程による被験者の骨質についての評価結果に基づいて、当該被験者に骨粗鬆症性骨折が生ずるリスクを評価する。
 即ち、この第4発明は、第2発明に対応する方法の発明である。従って、この第4発明によれば、第2発明によるのと同様の作用が奏される。
 なお、この第4発明においては、骨密度評価過程が、さらに設けられてもよい。この骨密度評価過程においては、X線画像における特定領域の濃淡度に基づいて被験者の骨密度を評価する。そして、骨折リスク評価過程においては、骨質評価過程による評価結果に加えて、当該骨密度評価過程による評価結果にも基づいて、骨折リスクを評価するものとする。
 また、この第4発明において、骨密度評価過程が設けられる場合には、第2発明と同様に、X線画像は、下顎骨と並んで配置された所定の標本体の画像を含むのが、望ましい。そして、この標本体の画像の濃淡度が所定の基準値と一致するようにX線画像全体の濃淡度を補正する補正過程が、さらに設けられる。その上で、骨密度評価過程においては、この補正過程による補正が施された後の補正後画像における特定領域の濃淡度に基づいて骨密度を評価するものとする。
 このような補正過程が設けられる場合には、上述のばらつき演算過程において、当該補正過程による補正後画像における特定領域の濃淡度のばらつきを求めてもよい。より具体的には、ばらつき演算過程において、補正後画像における特定領域の濃淡度の標準偏差と当該補正後画像における特定領域の濃淡度の平均値との相対比をばらつきとして求め、さらに、骨質評価過程において、当該相対比に基づいて骨質を評価するものとしてもよい。
 第5発明は、コンピュータを用いて被験者の下顎骨のX線画像を基に当該被験者の骨質を評価するための骨質評価プログラムであって、ばらつき演算手順と、骨質評価手順と、を当該コンピュータに実行させるものである。このうちのばらつき演算手順においては、被験者の下顎骨のX線画像における当該下顎骨の特定部分に対応する特定領域の濃淡度のばらつきを求める。そして、骨質評価手順においては、ばらつき演算手順による演算結果に基づいて、つまり被験者の下顎骨のX線画像における当該下顎骨の特定部分に対応する特定領域の濃淡度のばらつきに基づいて、当該被験者の骨質を評価する。
 即ち、この第5発明は、第1発明(および第3発明)に対応するプログラムの発明である。従って、この第5発明によれば、第1発明(および第3発明)によるのと同様の作用が奏される。
 なお、この第5発明においても、第1発明(および第3発明)と同様に、特定部分は、第1小臼歯の周囲の歯槽骨部分を含むものとしてもよい。
 また、ばらつき演算手順においては、特定領域の濃淡度の標準偏差と当該特定領域の濃淡度の平均値との相対比をばらつきとして求めてもよい。この場合、骨質評価手順においては、当該相対比に基づいて骨質を評価するものとする。
 第6発明は、コンピュータを用いて被験者に骨粗鬆症性骨折が生ずるリスクを評価するための骨折リスク評価プログラムであって、第5発明の骨質評価プログラムを備え、さらに、骨折リスク評価手順を当該コンピュータに実行させるものである。この骨折リスク評価手順においては、第5発明における骨質評価手順による評価結果に基づいて、つまり当該骨質評価手順による被験者の骨質についての評価結果に基づいて、当該被験者に骨粗鬆症性骨折が生ずるリスクを評価する。
 即ち、この第6発明は、第2発明(および第4発明)に対応するプログラムの発明である。従って、この第6発明によれば、第2発明(および第4発明)によるのと同様の作用が奏される。
 なお、この第6発明においては、さらに、骨密度評価手順をコンピュータに実行させてもよい。この骨密度評価手順においては、X線画像における特定領域の濃淡度に基づいて被験者の骨密度を評価する。そして、骨折リスク評価手順においては、骨質評価手順による評価結果に加えて、当該骨密度評価手順による評価結果にも基づいて、骨折リスクを評価するものとする。
 また、この第6発明において、骨密度評価手順をコンピュータに実行させる場合には。第2発明(および第4発明)と同様に、X線画像は、下顎骨と並んで配置された所定の標本体の画像を含むのが、望ましい。そして、この標本体の画像の濃淡度が所定の基準値と一致するようにX線画像全体の濃淡度を補正する補正手順を、さらにコンピュータに実行させる。その上で、骨密度評価手順においては、この補正手順による補正が施された後の補正後画像における特定領域の濃淡度に基づいて骨密度を評価するものとする。
 このような補正手順をコンピュータに実行させる場合には、上述のばらつき演算手順において、当該補正手順による補正後画像における特定領域の濃淡度のばらつきを求めてもよい。より具体的には、ばらつき演算手順において、補正後画像における特定領域の濃淡度の標準偏差と当該補正後画像における特定領域の濃淡度の平均値との相対比をばらつきとして求め、さらに、骨質評価手順において、当該相対比に基づいて骨質を評価するものとしてもよい。
本発明の一実施形態に係る骨折リスク評価システムの全体の概略構成を示す図である。 同実施形態におけるX線撮影後のX線フィルムの一態様を示す図である。 同実施形態における標本体としてのアルミニウム製ブロックの外観斜視図である。 同実施形態におけるX線撮影前のX線フィルムの一態様を示す図である。 同実施形態においてX線撮影が行われるときの状態を示す図解図である。 同実施形態における被験者の検査データを示す一覧である。 図6の検査データに基づくグラフである。 図6の検査データに基づく図7とは別のグラフである。 図6の検査データに基づく図8とはさらに別のグラフである。 図6の検査データに基づく図9とはさらに別のグラフである。 図6の検査データに基づく図10とはさらに別のグラフである。 図6の検査データにおける各パラメータ間の相関を示す一覧である。 図6の検査データに基づくROC(Receiver Operating Characteristic)解析の結果を示すグラフである。 同実施形態における骨折リスクの評価基準を示す一覧である。 同実施形態におけるディスプレイに表示されるメイン画面の一態様を示す図解図である。 同メイン画面の図15とは別の態様を示す図解図である。 同メイン画面の図16とはさらに別の態様を示す図解図である。 同実施形態におけるディスプレイに表示されるサブ画面の一態様を示す図解図である。 同サブ画面の図18とは別の態様を示す図解図である。 同実施形態におけるテーブルの態様を概念的に示す図解図である。 同実施形態におけるサブ画面の図19とはさらに別の態様を示す図解図である。 同実施形態におけるメイン画面の図17とはさらに別の態様を示す図解図である。 同メイン画面の図22とはさらに別の態様を示す図解図である。 同実施形態における骨折リスク評価プログラムの一部分を概略的に示すフローチャートである。
 本発明の一実施形態について、図1に示す歯科医療用の骨折リスク評価システム10を例に挙げて説明する。なお、この骨折リスク評価システム10は、上述の特許第4077430号公報に開示された発明をベースとするものであり、とりわけ第2実施形態に係る骨密度評価システムをベースとするものである。これ以降、同公報に開示された内容と同様の部分については、その説明を適宜に省略する。
 図1に示すように、本実施形態に係る骨折リスク評価システム10は、パーソナルコンピュータ(以下「PC」と言う。)12を備えている。このPC12は、例えばDVD-ROM(Digital Versatile Disk Read Only Memory)等の適当な記憶媒体14によって提供される骨折リスク評価プログラムを実行することで、骨折リスク評価装置として機能する。なお、PC12は、命令入力手段としての入力機器12aと、表示手段としてのディスプレイ12bと、を備えている。図示は省略するが、入力機器12aは、キーボードとマウス等のポインティングデバイスとを含む。また、PC12には、画像入力手段としての例えばフィルムスキャナ16と、印刷手段としての例えばカラープリンタ18とが、接続されている。
 この骨折リスク評価システム10によれば、X線フィルム20に撮影された被験者(患者)の下顎骨のX線画像が、フィルムスキャナ16によって読み取られ、デジタル画像データに変換される。この変換された画像データは、PC12に入力され、当該PC12内の図示しない記憶手段としてのハードディスクに例えば8ビットまたは24ビットのビットマップ形式で記憶される。これと同じ要領で、ハードディスクには、複数の被験者から得られた複数の画像データが記憶される。これらの画像データの中には、同じ被験者から異なる日に得られたものもある。
 X線フィルム20には、上述の如く被験者の下顎骨のX線画像が撮影されており、具体的には図2に示すように、第1小臼歯30と、これと隣り合う犬歯32および第2小臼歯34と、これらの歯30~34を支える歯槽骨36と、の画像が撮影されている。また、これらの歯30~34と歯槽骨36との画像と並んで、例えばこれらの画像の上方に、横長の矩形状のリファレンスバー38も撮影されている。
 ここで、リファレンスバー38は、図3に示すような標本体としてのアルミニウム製のブロック(または「ファントム」とも称される。以下、このブロックについてもリファレンスバー38と同じ符号を付して説明する。)の画像である。このブロック38は、矩形平面状の底面38aを有しており、この底面38aの長手方向において厚さ寸法(底面38aに直角な方向の寸法)が段階的に変化する階段状のものである。それぞれの段の高さ寸法(段差)ΔTは、一定であり、当該それぞれの段の長さ寸法(奥行)Pもまた、一定である。そして、段数は、7段~9段程度である。さらに、最上段部分の上面には、後述するX線50(図5参照)をより確実に遮断するためのX線遮断手段としてのアルミニウム箔40が貼着されている。なお、このブロック38の長さ寸法(底面38aの長手方向の寸法)Lは、20[mm]程度であり、幅寸法(底面38aの短手方向の寸法)Wは、10[mm]程度である。また、最下段部分の厚さ寸法(底面38aから最下段部分の上面までの高さ寸法)Taは、1[mm]前後であり、最上段部分の厚さ寸法(底面38aから最上段部分の上面までの高さ寸法)Tbは、6[mm]~8[mm]程度である。
 このブロック38は、X線撮影前に、図4に示す如く矩形状のX線フィルム20の撮影面(露光面)20aに貼着される。具体的には、ブロック38は、その(底面38aの)長手方向をX線フィルム20の短手方向に沿わせ、かつ、その底面38aをX線フィルム20の撮影面20aに対向させた状態で、当該撮影面20aの一方端縁である上方端縁寄りの部分に適当な接着剤によって貼着される。そして、このブロック38が貼着されたX線フィルム20は、X線撮影時において、図5に示すように、その上方側端縁(ブロック38が貼着されている部分に近い側の端縁)を図示しない被験者の上顎側(図5の紙面の表面側)に向け、かつ、撮影面20aを外方に向けた状態で、撮影対象である各歯30~34および(図5には示していない)歯槽骨36の内側に、つまり口内に、設置される。このとき、X線フィルム20は、図示しないフィルムホルダによって支持される。その上で、このX線フィルム20の撮影面20aに向けて、口外にあるX線撮影装置(X線照射器)52から、X線50が照射される。これによって、図2に示したように、各歯30~34の画像と、歯槽骨36の画像と、ブロック38の画像(リファレンスバー38)とが、1枚のX線フィルム20に並んで撮影される。
 なお、このX線フィルム20においては、X線に対する透過率が低い部分ほど明るめに(白っぽく)示され、当該X線50に対する透過率が高い部分ほど暗めに(黒っぽく)示される。例えば、ブロック38の画像であるリファレンスバー38については、当該ブロックの厚さ寸法に応じた濃淡度(明るさ/暗さ)で示され、詳しくは当該厚さ寸法が大きい部分に対応する箇所ほど明るめに示され、当該厚さ寸法が小さい部分に対応する箇所ほど暗めに示される。特に、アルミニウム箔40が貼着された部分については、X線50を殆ど透過させないので、この部分に対応する箇所は、最も明るめに(言わば真っ白に)示される。また、各歯30~34については、とりわけエナメル質や象牙質の部分については、X線50に対する透過率が比較的に高いので、これらの部分に対応する箇所については、比較的に明るめに示される。一方、歯槽骨36に対応する部分については、当該歯槽骨36の骨密度(骨塩量)に応じた濃淡度で示され、詳しくは当該骨密度が大きいほど明るめに示され、当該骨密度が小さいほど暗めに示される。
 PC12は、このX線フィルム20に撮影されたX線画像を基に、厳密にはその画像データを基に、被験者の骨密度および骨質を評価し、ひいては当該被験者に骨粗鬆症性骨折が生ずるリスクを評価する。具体的には、図2に破線60で示すように、第1小臼歯30の歯根30aの下側半分の周囲の歯槽骨36部分に対応する特定領域を評価対象領域とし、この評価対象領域60の画像の濃淡度から骨密度を評価する。併せて、当該評価対象領域46の画像の濃淡度のばらつきから骨質を評価する。さらに、これら骨密度の評価結果および骨質の評価結果に基づいて骨折リスクを評価する。
 なお、評価対象領域60の上側端縁は、第1小臼歯30の歯頚部から歯根尖までの区間Dの半分(=D/2)に対応する位置に設定される。そして、当該評価対象領域60の下側端縁は、第1小臼歯30の歯根尖に対応する位置に設定される。さらに、評価対象領域60の右側端縁は、各歯30~34の歯頚部を結ぶ直線L上における第1小臼歯30と犬歯32との互いに対向する端縁間の中間に対応する位置に合わせられる。これと同様に、評価対象領域60の左側端縁は、当該直線L上における第1小臼歯30と第2小臼歯34との互いに対応する端縁間の中間に対応する位置に合わせられる。ただし、第1小臼歯30の歯根30aに対応する領域については、評価対象領域60から外される。
 このように第1小臼歯30の歯根30aの下側半分の周囲の歯槽骨36部分に対応する特定領域が評価対象領域60とされるのは、上述の特許第4077430号公報にも開示されているように、当該評価対象領域60に対応する部分の歯槽骨36の骨密度が、全身の骨密度と密接に関係するからである。因みに、歯槽骨36の上側の部分は、歯周病による影響を受け易く、例えば当該歯周病に罹るとこの部分の骨密度が低下する。このような歯周病による影響を排除するために、歯槽骨36の上側の部分に対応する領域は、評価対象領域60から外される。なお、第1小臼歯30の歯根30a自体の成分は、全身の骨密度と特段に関係しない。従って、この歯根30aに対応する領域については、仮に評価対象領域60に含まれたとしても、骨密度の評価結果には特段な影響はない。ただし、本実施形態においては、上述の如く当該評価対象領域60から外される。また、骨質の評価においても、骨密度の評価に倣って、同じ評価対象領域60が設定される。
 ところで、上述の特許第4077430号公報における第2実施形態に係る骨密度評価システムによれば、本実施形態における図2と同様のX線画像について、厳密にはその画像データについて、リファレンスバーの濃淡度が本来あるべき濃淡度となるように、当該リファレンスバーを含むX線画像全体の濃淡度が補正される。その上で、この補正後のX線画像における評価対象領域の濃淡度の平均値に基づいて歯槽骨の骨密度が評価され、ひいては全身の骨密度が評価される。このように評価対象領域の濃淡度の平均値に基づいて全身の骨密度を評価し得るのは、当該評価対象領域の濃淡度の平均値が上述のDXA法によって測定された骨密度、つまり全身の骨密度、と強い関係を示すからである。因みに、現在の骨粗鬆症診断においては常套的に、T値に基づいて当該骨粗鬆症診断が行われる。なお、T値とは、20歳~44歳のいわゆる若年層の骨密度の平均値(Young Adult Mean;以下「YAM」と称する。)を100としてこのYAMに対する被験者の骨密度の比率を百分率で表した値(厳密には「若年成人比較パーセント」と称される。)である。このT値との間でも当然に、当該評価対象領域の濃淡度の平均値は強い相関を示す。
 これと同様に、本実施形態においても、図2に示したX線画像について、厳密にはその画像データについて、リファレンスバー38の濃淡度が本来あるべき濃淡度となるように、当該リファレンスバー38を含むX線画像全体の濃淡度が補正される。その上で、この補正後のX線画像における評価対象領域60の濃淡度の平均値に基づいて歯槽骨36の骨密度が評価され、ひいては全身の骨密度が評価される。
 さらに、本実施形態においては、評価対象領域60の濃淡度の標準偏差が求められ、加えて、この標準偏差を当該評価対象領域60の濃淡度の平均値で除して得られる変動係数が求められる。この変動係数は、評価対象領域60の濃淡度のばらつきを表すが、いわゆる無次元数であるので、当該濃淡度の絶対的なばらつきそのものではなく、当該濃淡度の平均値に対する当該濃淡度の相対的なばらつきを表す。そして、この変動係数に基づいて歯槽骨36の骨質が評価され、ひいては全身の骨質が評価される。このように変動係数に基づいて全身の骨質を評価し得ることの根拠については、後で詳しく説明する。
 その上で、本実施形態においては、骨密度の評価結果および骨質の評価結果に基づいて骨折リスクが評価される。この骨折リスクの評価結果は、骨密度の評価結果および骨質の評価結果と共に、図1に示したディスプレイ12bに表示され、また、必要に応じてカラープリンタ18によってカルテ等の適当な紙片22に印刷される。
 ここで、50歳~69歳(平均年齢59.37歳)の計30人の閉経後女性を被験者として、これらの被験者について、DXA法による腰椎の骨密度の測定値(以下「L-BMD」と称することがある。),評価対象領域60の濃淡度の平均値(以下「al-BMD」と称することがある。),当該評価対象領域60の濃淡度の標準偏差D,当該評価対象領域60の濃淡度の変動係数CV,上述したT値,骨粗鬆症性骨折の既往の有無および評価対象領域60における微細損傷数を調べた結果を、図6に示す。なお、評価対象領域60の濃淡度の平均値、つまりal-BMDは、上述したように歯槽骨36の骨密度に相関し、ひいては全身の骨密度に相関する。そして、変動係数CVは、標準偏差Dをal-BMDで除した値を百分率で表した値である。さらに、“T値”は、上述のYAMが1.011であるときの値であり、つまりL-BMDを当該YAMである1.011で除した値を百分率で表した値である。そして、“既往骨折”については、この値が1であれば、骨粗鬆症性骨折の既往があることを表し、この値が0であれば、当該骨粗鬆症性骨折の既往がないことを表す。また、“微細損傷数”は、X線画像のうちの評価対象領域60から実際に目視で確認された微細損傷の数である。
 この図6のうちの例えばT値を基準として、このT値に対するL-BMD,al-BMDおよび変動係数CVそれぞれの関係をグラフで表すと、図7に示すようになる。具体的には、図7(a)は、T値が70%未満の被験者と、T値が70%以上かつ80%未満の被験者と、T値が80%以上の被験者と、のそれぞれについてのL-BMDの平均値をグラフで表したものである。これと同様に、図7(b)は、T値が70%未満の被験者と、T値が70%以上かつ80%未満の被験者と、T値が80%以上の被験者と、のそれぞれについてのal-BMDの平均値をグラフで表したものである。そして、図7(c)は、T値が70%未満の被験者と、T値が70%以上かつ80%未満の被験者と、T値が80%以上の被験者と、のそれぞれについての変動係数CVの平均値をグラフで表したものである。なお、T値が70%未満の被験者とは、当該T値に基づく現在の骨粗鬆症診断において骨粗鬆症の疑いがあるとされる被験者である。そして、T値が70%以上かつ80%未満の被験者とは、同診断において骨減少症の疑いがあるとされる被験者であり、T値が80%以上の被験者とは、同診断において正常であるとされる被験者である。
 この図7から分かるように、とりわけ図7(a)から分かるように、L-BMDはT値が大きいほど大きく、つまり当該L-BMDはT値と比例関係にある。これは、L-BMDとT値との上述の関係から当然である。そして、図7(b)から分かるように、al-BMDもまたT値が大きいほど大きく、つまり当該al-BMDはT値と概ね比例関係にある。これは即ち、al-BMDが全身の骨密度の評価用指標となり得ること、つまり当該al-BMDに基づいて全身の骨密度を評価し得ることを、意味する。これに対して、変動係数CVについては、図7(c)から分かるように、T値が大きいほど小さく、つまり当該T値と概ね反比例関係にある。このことから、変動係数CVは、骨密度とは別に、骨強度と何らかの関係があるように窺える。
 次に、図6のうちの骨折既往の有無を基準として、この骨折既往の有無に対するT値,al-BMDおよび変動係数CVのそれぞれの関係をグラフで表すと、図8に示すようになる。具体的には、図8(a)は、骨折既往のある被験者と、骨折既往のない被験者と、のそれぞれについてのT値の平均値をグラフで表したものである。なお、骨折既往の有無に対するL-BMDの関係をグラフで表した場合も、この図8(a)と同様になる。そして、図8(b)は、骨折既往のある被験者と、骨折既往のない被験者と、のそれぞれについてのal-BMDの平均値をグラフで表したものである。また、図8(c)は、骨折既往のある被験者と、骨折既往のない被験者と、のそれぞれについての変動係数CVの平均値をグラフで表したものである。
 この図8から分かるように、とりわけ図8(a)から分かるように、骨折既往のある被験者ほどT値が小さく、骨折既往のない被験者ほどT値が小さい。これは即ち、T値が大きいほど、つまり骨密度が大きいほど、骨折リスクが小さいこと、換言すれば骨強度が大きいことを、意味する。そして、図8(b)から分かるように、al-BMDについても同様に、骨折既往のある被験者ほど当該al-BMDが小さく、骨折既往のない被験者ほど当該al-BMDが大きい。これに対して、変動係数CVについては、図8(c)から分かるように、骨折既往のある被験者ほど大きく、骨折既往のない被験者ほど小さい。このことからも、変動係数CVは、骨折リスクと、つまり骨強度と、何らかの関係があるように窺える。
 さらに、図6のうちのT値を基準として、このT値に対する骨折既往がある被験者の比率と微細損傷数とのそれぞれの関係をグラフで表すと、図9に示すようになる。具体的には、図9(a)は、T値が70%未満の被験者と、T値が70%以上かつ80%未満の被験者と、T値が80%以上の被験者と、のそれぞれについての骨折既往がある被験者の比率(人数比)をグラフで表したものである。そして、図9(b)は、T値が70%未満の被験者と、T値が70%以上かつ80%未満の被験者と、T値が80%以上の被験者と、のそれぞれについての微細損傷数の平均値をグラフで表したものである。
 この図9によれば、とりわけ図9(a)によれば、T値が70%未満の被験者よりも、T値が70%以上かつ80%未満の被験者の方が、骨折既往のある被験者の比率が大きい。これは即ち、T値が大きいほど、つまり骨密度が大きいほど、骨折リスクが小さい、換言すれば骨強度が大きい、とは決して言えないことを、意味する。そして、図9(b)によれば、T値が70%未満の被験者よりも、T値が70%以上かつ80%未満の被験者の方が、微細損傷数が多い。この微細損傷は、上述したように骨質の要素の1つである。このことから、微細損傷を含む骨質は、骨強度に関して、換言すれば骨折リスクに関して、骨密度とは別の独立した要素であることが分かる。
 加えて、図6のうちのal-BMDを基準として、このal-BMDに対する骨折既往がある被験者の比率と微細損傷数とのそれぞれの関係をグラフで表すと、図10に示すようになる。具体的には、図10(a)は、al-BMDが71.4未満の被験者と、al-BMDが71.4以上かつ82.0未満の被験者と、al-BMDが80.2以上の被験者と、のそれぞれについての骨折既往がある被験者の比率をグラフで表したものである。そして、図10(b)は、al-BMDが71.4未満の被験者と、al-BMDが71.4以上かつ82.0未満の被験者と、al-BMDが80.2以上の被験者と、のそれぞれについての微細損傷数の平均値をグラフで表したものである。なお、al-BMDが71.4未満の被験者とは、T値が70%未満の被験者に相当し、つまり当該T値に基づく現在の骨粗鬆症診断において骨粗鬆症の疑いがあるとされる被験者、換言すれば上述の特許第4077430号公報における第2実施形態において“要注意”とされる被験者、に相当する。そして、al-BMDが71.4以上かつ82.0未満の被験者とは、T値が70%以上かつ80%未満の被験者に相当し、つまり当該T値に基づく現在の骨粗鬆症診断において骨減少症の疑いがあるとされる被験者、換言すれば特許第4077430号公報における第2実施形態において“注意”とされる被験者、に相当する。また、al-BMDが80.2以上の被験者とは、T値が80%以上の被験者に相当し、つまり当該T値に基づく現在の骨粗鬆症診断において正常であるとされる被験者、換言すれば特許第4077430号公報における第2実施形態において“正常”とされる被験者、に相当する。ここでのal-BMDについての71.4および82.0という境界値(しきい値)は、T値についての70%および80%という境界値との比較対照を含め、経験によって定められる。
 この図10によれば、とりわけ図10(a)によれば、al-BMDが71.4未満の被験者よりも、al-BMDが71.4以上かつ82.0未満の被験者の方が、骨折既往のある被験者の比率が大きい。これは即ち、al-BMDが大きいほど、つまり骨密度が大きいほど、骨折リスクが小さい、換言すれば骨強度が大きい、とは決して言えないことを、意味する。このことは、図9(a)に示したT値と骨折既往がある被験者の比率との関係が意味するところと、同様である。そして、図10(b)によれば、al-BMDが71.4未満の被験者よりも、al-BMDが71.4以上かつ82.0未満の被験者の方が、微細損傷数が少ないものの、両者の差は小さい。このことからも、微細損傷を含む骨質は、骨強度に関して、換言すれば骨折リスクに関して、骨密度とは別の独立した要素であることが窺える。
 そしてさらに、図6のうちの変動係数CVを基準として、この変動係数CVに対する骨折既往がある被験者の比率と微細損傷数とのそれぞれの関係をグラフで表すと、図11に示すようになる。具体的には、図11(a)は、変動係数CVが15.4%以上の被験者と、変動係数CVが12.2%以上かつ15.4%未満の被験者と、変動係数CVが12.2%未満の被験者と、のそれぞれについての骨折既往がある被験者の比率をグラフで表したものである。そして、図11(b)は、変動係数CVが15.4%以上の被験者と、変動係数CVが12.2%以上かつ15.4%未満の被験者と、変動係数CVが12.2%未満の被験者と、のそれぞれについての微細損傷数の平均値をグラフで表したものである。なお、ここでの変動係数CVについての15.4%および12.2%という境界値は、例えば図7(c)に示したT値と変動係数CVとの関係に基づいて定められた値である。即ち、15.4%という境界値は、T値が70%未満の被験者(つまり骨粗鬆症の疑いがあるとされる被験者)についての変動係数CVの平均値(17.13%)と、T値が70%以上かつ80%未満の被験者(つまり骨減少症の疑いがあるとされる被験者)についての変動係数CVの平均値(13.66%)と、に基づいて定められた値であり、詳しくはこれら2つの平均値の中間の値である。そして、12.2%という境界値は、T値が70%以上かつ80%未満の被験者についての変動係数CVの平均値(13.66%)と、T値が80%以上の被験者(つまり正常であるとされる被験者)についての変動係数CVの平均値(10.66%)と、に基づいて定められた値であり、詳しくはこれら2つの平均値の中間の値である。
 この図11によれば、とりわけ図11(a)によれば、変動係数CVが大きいほど骨折既往のある被験者の比率が大きく、当該変動係数CVが小さいほど骨折既往のある被験者の比率が小さい。即ち、変動係数CVが大きいほど骨折リスクが大きく、当該変動係数CVが小さいほど骨折リスクが小さい、という傾向にある。そして、図11(b)によれば、変動係数CVが大きいほど微細損傷数が大きく、当該変動係数CVが小さいほど微細損傷数が小さい。このことから、変動係数CVは、微細損傷数に相関すること、つまり当該微細損傷数を含む骨質に相関することが、分かる。例えば、変動係数CVが15.4%以上の被験者については、骨質が脆弱であり、言わば“要注意”である、と評価することができる。そして、変動係数CVが12.2%以上かつ15.4%未満の被験者については、骨質がやや脆弱であり、多少の“注意”が必要である、と評価することができる。さらに、変動係数CVが12.2%未満の被験者については、骨質が強靭であり、言わば“正常”である、と評価することができる。
 図12に、図6における各パラメータ間の相関係数を示す。なお、この図12における各数値欄の上段の数値が相関係数であり、下段の数値は両側検定における有意確率である。この図12から分かるように、変動係数CVを含む各パラメータは、いずれも相互に相関する。即ち、変動係数CVは、他のパラメータL-BMD,al-BMD,骨折既往の有無および微細損傷数のそれぞれと相関することが、分かる。
 また、L-BMD,al-BMDおよび変動係数CVのそれぞれについて、骨折既往の有無の識別能をROC解析した結果を、図13に示す。この図13から分かるように、L-BMD,al-BMDおよび変動係数CVのいずれについても、骨折既往の有無の識別能があることが認められる。因みに、al-BMDによる識別能が最も高いこと(直線状の参照線から最も離れていること)が、分かる。
 このように変動係数CVは微細損傷数を含む骨質に相関すると共に、当該変動係数CVは骨折既往の有無の識別能を有することから、本実施形態においては、上述の如く当該変動係数CVに基づいて全身の骨質が評価される。さらに、この骨質の評価結果とal-BMDによる骨密度の評価結果とに基づいて骨折リスクが評価される。具体的には、図14に示すように、例えば変動係数CVが12.2%未満であり、かつ、al-BMDが82.0%以上であるときのみ、正常であるものとされ、“正常”という評価が下される。そして、変動係数が12.2%未満であるとしても、al-BMDが71.4%以上かつ82.0%未満であるときは、骨減少症の疑いがあるものとされ、“注意”という評価が下される。また、al-BMDが82.0%以上であるとしても、変動係数CVが12.2%以上かつ15.4%未満であるときも、骨減少症の疑いがあるものとされ、“注意”という評価が下される。そして、これ以外は、いずれも骨粗鬆症の疑いがあるものとされ、“要注意”という評価が下される。
 さて、今、上述の如くPC12内のハードディスクに複数の画像データが記憶されており、とりわけ同じ被験者から異なる日に得られた4枚以上のX線画像の画像データが記憶されている、とする。この状態で、上述の骨折リスク評価プログラムが起動されると、PC12のディスプレイ24には、図15に示すようなメイン画面100が表示される。
 即ち、このメイン画面100の一番上には、横長のタイトルバー102が表示される。そして、このタイトルバー102内には、例えば被験者のカルテの番号を表す横書きの文字列(ここでは“カルテNo.00001”という文字列)104が、左詰で表示される。併せて、このタイトルバー102内の右端部分には、当該メイン画面100を閉じるための“×”印が付されたボタン、いわゆる閉じるボタン105が、表示される。そして、このタイトルバー102の下方に、当該タイトルバー102と同様の横長のメニューバー106が表示される。このメニューバー106内には、メイン画面100において操作可能なメニューの内容を表す複数の文字列108,108,…が、横一列に表示される。さらに、メニューバー106の下方には、横長のツールバー110が表示される。このツールバー110内には、メニューバー106内のメニューを図案化した複数のツールボタン112,112,…が横一列に表示される。そして、このツールバー110の下方に、矩形のフレーム領域114が表示される。
 フレーム領域114の上側部分には、概ね正方形の4つのピクチャボックス116,116,…が横一列に表示される。そして、これら各ピクチャボックス116,116,…の下方には、後述する如く当該各ピクチャボックス116,116,…内に表示されるX線画像の見出しを表す“画像1”,“画像2”,“画像3”および“画像4”という4つの文字列118,118,…が、左側から右側に向かってこの順番で表示される。さらに、それぞれの文字列118の下方には、当該文字列118に対応するX線画像についてのal-BMDを表す文字列120と、変動係数CVを表す文字列122と、骨折リスクの評価結果を表す文字列124とが、上側から下側に向かってこの順番で表示される。
 加えて、各ピクチャボックス116,116,…の並びの右横方には、当該各ピクチャボックス116,116,…のいずれを有効とするのかを選択するための4つのラジオボタン126,126,…が縦一列に表示される。そして、それぞれのラジオボタン124の右横方には、当該ラジオボタン124に対応する“画像A”(A;1~4のいずれかの数値)を表す文字列128が表示される。さらに、各ラジオボタン126,126,…の並びの上方には、当該各ラジオボタン126,126,…の機能を表す“画像選択”という文字列130が表示される。一方、ラジオボタン124,124,…の並びの下方には、後述する基準平均値SMbを表す文字列132と、後述する基準標準偏差SDbを表す文字列134とが、上側から下側に向かってこの順番で表示される。
 また、これら基準平均値SMbおよび基準標準偏差SDbを表す文字列132および134の下方であって、上述のal-BMDを表す文字列120,120,…の並びの右横方には、骨折リスクの評価に係る当該al-BMDについての2つの境界値を入力するための2つのエディットボックス136および138が横並びに表示される。そして、これらのエディットボックス136および138の上方には、当該エディットボックス136および138の見出しを表す“注意”および“要注意”という文字列140および142が表示される。即ち、左側のエディットボックス136には、al-BMDについての“正常”と“注意”との境界となる値が入力され、デフォルト値として上述の“82.0”という値が入力される。そして、右側のエディットボックス138には、al-BMDについての“注意”と“要注意”との境界となる値が入力され、デフォルト値として上述の“71.4”という値が入力される。これと同様に、上述の変動係数CVを表す文字列122,122,…の並びの右横方に、骨折リスクの評価に係る当該変動係数CVについての2つの境界値を入力するための2つのエディットボックス144および146が表示される。即ち、左側のエディットボックス144には、変動係数CVについての“正常”と“注意”との境界となる値が入力され、デフォルト値として上述の“12.2”という値が入力される。そして、右側のエディットボックス146には、変動係数CVについての“注意”と“要注意”との境界となる値が入力され、デフォルト値として上述の“15.4”という値が入力される。
 さらに、フレーム領域114の下側部分には、ヒストグラム表示エリア148が表示される。このヒストグラム表示エリア148には、その横軸に沿う方向に一定の間隔で垂直の目盛線150,150,…が記されている。また、それぞれの目盛線150の下方に、当該目盛線150の指示値を表す文字列152が表示される。
 なお、このメイン画面100は、上述の特許第4077430号公報における第2実施形態のものとおおよそ同様の構成であり、al-BMDを表す文字列120,120,…と、変動係数CVを表す文字列122,122,…と、骨折リスクの評価結果を表す文字列124,124,…と、の部分が異なると共に、4つのエディットボックス136,138,144および146と、これに付随する2つの文字列140および142と、の部分が異なるだけである。
 この図15に示すメイン画面100において、上述したポインティングデバイスの操作によって例えば“画像1”に対応するラジオボタン126がON(クリック)される、つまり当該“画像1”に対応するピクチャボックス116が有効化される、とする。そして、この状態で、ポインティングデバイスの操作によってハードディスクから任意の画像データが読み込まれる、とする。すると、図16に示すように、“画像1”のピクチャボックス116内に、当該画像データに従うX線画像154が表示される。なお、このX線画像154は、グレースケールで表示される。また、元の画像データがカラーデータの場合には、当該画像データはハードディスクからの読み込み時にグレースケールデータに変換される。この画像データを読み込むためのコマンドは、例えばメニューバー106内の“ファイル”メニューに格納されている。また、ツールバー110内の該当するツールボタン112の操作によっても、当該画像データを読み込むことができる。この画像データの読み込み要領については、上述の特許第4077430号公報における第2実施形態と同様である。
 他の“画像2”,“画像3”および“画像4”についても、これと同様の要領で画像データが読み込まれると、図17に示すように、読み込まれた画像データに従うX線画像154,154,…が対応するピクチャボックス116,116,…内に表示される。なお、これらのピクチャボックス116,116,…内に表示されるX線画像154,154,…は、いずれも同じ被験者のものであり、例えば“画像1”,“画像2”,“画像3”および“画像4”の順番で撮影日が古い(“画像1”の撮影日が一番古い)ものである。
 このようにして各ピクチャボックス116,116,…内にX線画像154,154,…が表示された後、例えば“画像1”に対応するラジオボタン126がONされ、この状態で、当該“画像1”のX線画像140について骨折リスクの評価を開始するための操作がポインティングデバイスによって成されると、ディスプレイ12bに、図18に示すようなサブ画面(ダイアログボックス)200が表示される。なお、この骨折リスクの評価を開始するためのコマンドは、例えばメニューバー106内にある“編集”メニューに格納されている。
 図18に示すように、このサブ画面200の一番上には、横長のタイトルバー202が表示される。そして、このタイトルバー202内には、例えばカルテの番号と、現在有効化されている“画像A”という情報と、を表す横書きの文字列(ここでは“カルテNo.00001-画像1”という文字列)204が、左詰で表示される。併せて、このタイトルバー202内の右端部分には、当該サブ画面200を閉じるための閉じるボタン205が、表示される。そして、タイトルバー202の下方に、矩形のフレーム領域206が表示される。
 フレーム領域206の左側領域には、その下側部分に少しの空間を空けて、例えば矩形の領域選択エリア208が表示される。そして、この領域選択エリア208内には、現在有効化されている“画像A”(ここでは“画像1”)のX線画像154を拡大した拡大画像210が表示される。
 さらに、この領域選択エリア208の下方であって、フレーム領域206の左下隅の部分には、“上”,“下”,“左”および“右”という個別の文字列212,212,…が付された4つのラジオボタン214,214,…が、縦2行横2列に表示されている。そして、これらのラジオボタン214,214,…(文字列212,212,…)の上方には、当該ラジオボタン214,214,…の機能を表す“領域抽出”という文字列216が表示される。さらに、ラジオボタン214,214,…(文字列212,212,…)の一群の右横方には、“参照チェック”という文字列218が付されたチェックボックス220が、表示される。
 一方、領域選択エリア208の右横方であって、フレーム領域206の上側部分には、4つのラジオボタン222,222,…が縦一列に表示される。そして、これら各ラジオボタン222,222,…の右横方には、当該各ラジオボタン222,222,…の見出しを表す個別の文字列、例えば“リファレンスバー”,“最高値(白)”,“最低値(黒)”および“評価対象”という文字列224,224,…が、表示される。さらに、これら各ラジオボタン222,222,…(文字列224,224,…)の上方には、当該各ラジオボタン222,222,…の機能を表す“選択範囲”という文字列226が表示される。なお、サブ画面200が表示された直後は、各ラジオボタン222,222,…のいずれもOFFの状態にある。
 そして、各ラジオボタン222,222,…の一群の右横方であって、フレーム領域206の上方寄りの部分には、注記228を表示するための注記エリア230が設けられている。なお、サブ画面200が表示された直後は、換言すれば各ラジオボタン222,222,…がいずれもOFFの状態にあるときは、当該注記228として“未処理”という文字列が表示される。
 さらに、注記エリア230の下方には、2つのエディットボックス232および234が横並びに表示される。そして、これらのエディットボックス232および234の上方に、“基準最高値”および“基準最低値”という当該各エディットボックス232および234の見出しを表す2つの文字列236および238が表示される。なお、各エディットボックス232および234の一方、例えば“基準最高値”という見出し(文字列)236が付されたエディットボックス232には、後述する基準最高値Ysmaxが入力され、デフォルト値として“180”という値が入力される。他方の“基準最低値”という見出し238が付されたエディットボックス234には、後述する基準最低値Ysminが入力され、デフォルト値として“30”という値が入力される。
 加えて、各エディットボックス232および234の下方には、横長の矩形のリファレンスバー表示エリア240が表示される。そして、このリファレンスバー表示エリア240の左側上方には、“リファレンスバー”という当該リファレンスバー表示エリア240の見出しを表す文字列242が、表示される。
 また、リファレンスバー表示エリア240の左側下方には、概ね正方形の評価対象表示エリア244が表示される。そして、この評価対象表示エリア244の左側上方には、“評価対象”という当該評価対象表示エリア244の見出しを表す文字列246が、表示される。
 そして、評価対象表示エリア244の右横方には、概ね正方形のヒストグラム表示エリア248が表示される。このヒストグラム表示エリア248には、その横軸に沿う方向に一定の間隔で垂直の目盛線250,250,…が記されている。また、このヒストグラム表示エリア248の上方には、3つのラジオボタン252,252,…が横一列に表示される。併せて、これら各ラジオボタン252,252,…それぞれの右横方には、“原画”,“バー”および“対象”という当該各ラジオボタン252,252,…それぞれの見出しを表す個別の文字列254,254,…が表示される。さらに、各ラジオボタン252,252,…(文字列254,254,…)の上方には、当該各ラジオボタン252,252,…の機能を表す“ヒストグラム”という文字列256が表示される。
 なお、このサブ画面200もまた、上述の特許第4077430号公報における第2実施形態のものとおおよそ同様の構成であり、上述の“評価対象”という文字列224が付されたラジオボタン222がONされたときに注記エリア230に表示される注記228の内容のみが異なる。
 このサブ画面200において、例えば図19に示すように、上述したポインティングデバイスの操作によって“選択範囲”という文字226に付属する4つのラジオボタン222,222,…のうちの“リファレンスバー”という見出し224が付されたラジオボタン222がONされる、とする。そして、領域選択エリア208内の拡大画像210上において、この図19に破線258で示すように、当該ポインティングデバイスの操作によって図2に示したリファレンスバー38に対応する領域(この領域についても「リファレンスバー」と称する。)260が矩形状に選択される、とする。このとき、リファレンスバー260の長手方向(図19の左右方向)においては、矩形状の領域258の一辺が当該リファレンスバー260の一方端縁と一致し、かつ、当該矩形状領域258の一辺と対向する当該矩形状領域258の他の一辺がリファレンスバー260の他方端縁と一致するように、当該矩形状領域258が選択されるのが、肝要である。なお、リファレンスバー260の短手方向(図19の上下方向)においては、矩形状領域258の残りの各辺(上辺および下辺)が当該リファレンスバー260の周縁よりも内側にあり、かつ、図3に示したブロック38の最上段部分および最下段部分のそれぞれに対応する領域が(少なくともその一部分ずつだけでも)当該矩形状領域258内に含まれていればよい。
 このように矩形状領域258が選択されると、言わばリファレンスバー領域258が設定されると、この設定されたリファレンスバー領域258内における濃淡度、例えば輝度Y[i,j]([i,j];拡大画像210を構成する各画素の座標)、の最高値および最低値が検出される。ここで、最高値としては、基本的にブロック38の最上段部分に対応する領域、つまり上述したアルミニウム箔40が貼着された部分に対応する領域、の輝度Y[i,j]が検出される。一方、最低値としては、基本的にブロック38の最下段部分に対応する領域の輝度Y[i,j]が検出される。
 このようにして検出された輝度Y[i,j]の最高値および最低値は、それぞれ輝度最高値Ybmaxおよび輝度最低値Ybminとして、図20に示すテーブル300に記録される。なお、このテーブル300は、骨折リスク評価プログラムが起動されたときにハードディスク内に形成される。また、このテーブル300には、上述した基準最高値Ysmaxおよび基準最低値Ysminも記録されている。
 そして、このテーブル300に記録された輝度最高値Ybmax,輝度最低値Ybmin,基準最高値Ysmaxおよび基準最低値Ysminに基づいて、領域選択エリア208に表示されている拡大画像210の輝度Y[i,j]が補正される。具体的には、次の数1に基づいて、補正後輝度Y’[i,j]が求められる。なお、この数1によれば、輝度最高値Ybmaxがその基準値としての基準最高値Ysmaxと一致すると共に、輝度最低値Ybminがその基準値としての基準最低値Ysminと一致するように、拡大画像210全体の輝度Y[i,j]が補正される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 そして、この数1によって求められた補正後輝度Y’[i,j]に基づいて、領域選択エリア208内の拡大画像210が表示し直される。即ち、輝度Y[i,j]が補正された後の拡大画像210が改めて表示される。
 さらに、この拡大画像210の全画素が、それぞれの補正後輝度Y’[i,j]の階調x別に、例えば256の当該階調x別に、振り分けられる。そして、次の数2に基づいて、それぞれの階調xごとの度数Ha’[x]が求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 なお、この数2において、Naは、拡大画像210の全画素数であり、na’[x]は、当該全画素数Naのうち階調xに振り分けられた画素数である。この数2に基づく度数Ha’[x]もまた、上述のテーブル300に記録される。このように階調xごとの画素数na’[x]が全画素数Naで除されることによって、いわゆる正規化された度数Ha’[x]が求められる。
 併せて、補正後輝度Y’[i,j]に従うリファレンスバー領域258の拡大画像262が、リファレンスバー表示エリア240に表示される。そして、リファレンスバー領域258についても、当該リファレンスバー領域258を構成する各画素が、それぞれの輝度Yb’[i,j]の階調x別に振り分けられる。そして、次の数3に基づいて、それぞれの階調xごとの補正後度数Hb’[x]が求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 なお、この数3において、Nbは、リファレンスバー領域258を構成する全画素数であり、nb’[x]は、当該全画素数Nbのうち階調xに振り分けられた画素数である。この数3に基づく補正後度数Hb’[x]もまた、テーブル300に記録される。
 さらに、この数3によって求められた補正後度数Hb’[x]に基づいて、リファレンスバー領域258における補正後輝度Yb’[i,j]の平均値Mb’が求められる。具体的には、次の数4に基づいて、補正後平均値Mb’が求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 この数4に基づく補正後平均値Mb’もまた、テーブル300に記録される。そして、現在有効化されている画像が“画像1”である場合は、この数4に基づく補正後平均値Mb’は、後述する基準平均値SMb’として設定される。
 さらに、補正後度数Hb’[x]および補正後平均値Mb’に基づいて、リファレンスバー領域258における補正後輝度Yb’[i,j]の標準偏差Db’が求められる。具体的には、次の数5に基づいて、補正後標準偏差Db’が求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 この数5に基づく補正後標準偏差Db’もまた、テーブル300に記録される。そして、現在有効化されている画像が“画像1”である場合は、この数5に基づく補正後標準偏差Db’は、後述する基準標準偏差SDb’として設定される。
 これらの補正後平均値Mb’および補正後標準偏差Db’は、注記228として注記エリア230に表示される。また、この注記エリア230の上部には、当該注記228として“リファレンスバー”という見出しを表す文字列も表示される。
 ここで、上述した“ヒストグラム”という文字列256に付属する3つのラジオボタン252,252,…のうちの“バー”という見出し254が付されたラジオボタン252がONされる、とする。すると、ヒストグラム表示エリア248に、リファレンスバー領域258の補正後度数Hb’[x]に従うヒストグラム(曲線)264が表示される。従って、このヒストグラム264から、リファレンスバー領域258の補正後輝度Yb’[i,j]の分布を認識することができる。
 また、図示は省略するが、“原画”という見出し254が付されたラジオボタン252がONされると、ヒストグラム表示エリア248には、拡大画像210全体の補正後度数Ha’[x]に従うヒストグラムが表示される。従って、この補正後度数Ha’[x]に従うヒストグラムから、拡大画像210全体の補正後輝度Y’[i,j]の分布を認識することができる。なお、この時点で、“対象”という見出し254が付されたラジオボタン252がONされても、ヒストグラム表示エリア248には、何ら表示されない。
 このような言わば補正処理が施された後、続いて図21に示すように、“選択範囲”という文字226に付属する4つのラジオボタン222,222,…のうちの“評価対象”という見出し224が付されたラジオボタン222がONされる、とする。すると、上述の図19に破線で示したリファレンスバー領域258の境界線が消える。この状態で、領域選択エリア208の拡大画像210上において、図21に破線266で示すように、上述したポインティングデバイスの操作によって図2に示した評価対象領域60に対応する領域が選択される、とする。即ち、当該領域選択エリア208の拡大画像210上において、評価対象領域266が選択される。これにより、評価対象領域266が設定され、次の数6に基づいて、当該評価対象領域266の補正後度数Ho’[x]が求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 この数6において、Noは、評価対象領域266を構成する全画素数であり、no’[x]は、当該全画素数Noのうち階調xの画素数である。この数6に基づく補正後度数Ho’[x]は、上述したテーブル300に記録される。
 そして、この数6によって求められた補正後度数Ho’[x]に基づいて、評価対象領域266における補正後輝度Yo’[i,j]の平均値が求められる。具体的には、次の数7に基づいて、補正後平均値Mo’が求められる。なお、この数7に基づく補正後平均値Mo’は、上述したal-BMDとして取り扱われる。そして、このal-BMDとしての補正後平均値Mo’もまた、テーブル300に記録される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 さらに、補正後度数Ho’[x]および補正後平均値Mo’に基づいて、評価対象領域266における補正後輝度Yo’[i,j]の標準偏差Do’が求められる。具体的には、次の数8に基づいて、補正後標準偏差Do’が求められる。そして、この数8に基づく補正後標準偏差Do’もまた、テーブル300に記録される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 加えて、この数8に基づく補正後標準偏差Do’が上述の数7に基づく補正後平均値Mo’によって除されることで、つまり次の数9に基づいて、変動係数CVが求められる。この数9に基づく変動係数CVもまた、テーブル300に記録される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 さらに加えて、この数9に基づく変動係数CVと上述の数7に基づく補正後平均値Mo’ことal-BMDとから、詳しくはこれら変動係数CVとal-BMDとが図14に示した評価基準と照合されることで、骨折リスクが評価される。この評価結果RFもまた、テーブル300に記録される。
 このようにして骨折リスクの評価結果RFが得られると、改めて図21に示すように、評価対象表示エリア244内に評価対象領域266の拡大画像268が表示される。併せて、注記エリア230にal-BMD(補正後平均値Mo’)および変動係数CVを表す文字列が注記228として表示される。なお、この注記エリア230の上部には、当該注記228として“評価対象”という見出しを表す文字列も表示される。
 ここで、上述した“ヒストグラム”という文字列256に付属する3つのラジオボタン252,252,…のうちの“対象”という見出し254が付されたラジオボタン252がONされる、とする。すると、ヒストグラム表示エリア248に、評価対象領域266の補正後度数Ho’[x]に従うヒストグラム264が表示される。従って、このヒストグラム264から、評価対象領域266の補正後輝度Yo’[i,j]の分布を認識することができる。
 なお、サブ画面200においてのこれ以外の操作要領については、本発明の本旨に直接関係しないので、それらの説明を省略する。必要であれば、上述の特許第4077430号公報における特に第2実施形態を参照されたい。
 このサブ画面200においての操作を終えた後、上述の閉じるボタン205がONされると、ディスプレイ12bの表示は、図22に示すようなメイン画面100に戻る。
 即ち、上述した基準平均値SMbおよび基準標準偏差SDbが、フレーム領域114の右側部分にある文字列132および134によって表示される。そして、“画像1”のピクチャボックス116内のX線画像154が、補正後輝度Y’[i,j]に基づいて表示し直される。言い換えれば、輝度Y[i,j]が補正された後のX線画像154が、当該ピクチャボックス116内に表示される。さらに、この“画像1”のピクチャボックス116の下方にある文字列120,122および124によって、当該“画像1”についてのal-BMD,変動係数CVおよび骨折リスクの評価結果RFが表示される。なお、この図22においては、al-BMDが88.14であり、つまり当該al-BMDが82.0以上であり、併せて、変動係数CVが14.77であり、つまり当該変動係数CVが12.2%以上かつ15.4%未満であることから、図14に示した評価基準との照合によって、“注意”という評価結果RFが下されている。加えて、ヒストグラム表示エリア148に、補正後度数Ho’[x]に従うヒストグラム156が表示される。このヒストグラム156は、図21に示したサブ画面200におけるヒストグラム264と相似形のものである。
 これと同じ要領で、他の“画像A”、つまり“画像2”,“画像3”および“画像4”についても、サブ画面200が表示され、当該サブ画像200においての操作が行われる。ただし、この“画像1”以外のサブ画面200においては、当該“画像1”におけるのとは異なる要領で補正処理が施される。
 即ち、“画像1”以外についてのサブ画面200において、リファレンスバー領域258が選択されると、このリファレンスバー領域258を構成する各画素が、それぞれの輝度Yb[i,j]の階調x別に振り分けられる。そして、次の数10に基づいて、それぞれの階調xごとの度数Hb[x]が求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
 この数10において、Nbは、リファレンスバー領域258を構成する全画素数であり、nb[x]は、当該全画素数Nbのうち階調xに振り分けられた画素数である。この数10に基づく度数Hb[x]、つまり正規化された度数Hb[x]は、上述のテーブル300に記録される。
 そして、この正規化された度数Hb[x]に基づいて、リファレンスバー領域258における輝度Yb[i,j]の平均値Mbおよび標準偏差Dbが求められる。具体的には、平均値Mbは、数11に基づいて求められ、標準偏差Dbは、数12に基づいて求められる。これらの平均値Mbおよび標準偏差Dbもまた、テーブル300に記録される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
 その上で、これらの平均値Mbおよび標準偏差Dbを含む次の数13に基づいて、領域選択エリア208内の拡大画像210全体の輝度Y[i,j]が補正され、つまり補正後輝度Y’[i,j]が求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
 要するに、“画像1”以外の“画像2”,“画像3”および“画像4”については、当該“画像1”のリファレンスバー領域258の補正後輝度Yb’[i,j]を基準としてそれぞれの輝度Y[i,j]が補正され、つまり補正処理が行われる。なお、領域選択エリア208内の拡大画像210は、補正後輝度Yb’[i,j]に基づくものに表示し直される。また、リファレンスバー表示エリア240には、当該補正後輝度Yb’[i,j]に基づくリファレンスバー領域258の拡大画像262が表示される。
 これ以降の要領は、“画像1”の場合と同様である。即ち、評価対象領域266が選択されると、最終的にal-BMDおよび変動係数CVが求められ、ひいては骨折リスクが評価される。
 このようにして全ての“画像A”についてサブ画面200においての操作が行われた後、メイン画面100に戻されると、当該メイン画面100は図23に示すようになる。
 即ち、それぞれの“画像A”のピクチャボックス116内のX線画像154が、補正後輝度Y’[i,j]に基づいて表示し直される。これにより、各ピクチャボックス116,116,…内の各X線画像154,154,…間で、互いの補正後輝度Y’[i,j]が概ね揃い、とりわけブロック(リファレンスバー)38に対応する領域の補正後輝度Y’[i,j]が一様になる。そして、それぞれの“画像A”のピクチャボックス116の下方にある文字列120,122および124によって、当該“画像A”についてのal-BMD,変動係数CVおよび骨折リスクの評価結果RFが表示される。さらに、ヒストグラム表示エリア148に、それぞれの“画像A”の補正後度数Ho’[x]に従うヒストグラム156が、つまり合計4つのヒストグラム156,156,…が、表示される。なお、これら各ヒストグラム156,156,…は、互いの区別化のために互いに異なる態様、例えば色や線種で、表示される。
 ここで、サブ画面200が表示されているときの上述の骨折リスク評価プログラムに従うPC12(厳密にはPC12内のCPU(Central Processing Unit))の動作について、とりわけ補正処理を経て骨折リスクの評価結果RFを下すまでの当該PC12の動作について、図24を参照して説明する。
 即ち、図19を参照しながら説明した如くポインティングデバイスの操作によって領域選択エリア208内の拡大画像210上のリファレンスバー領域258が選択されると、PC12は、ステップS1に進み、当該リファレンスバー領域258を(自身に)設定する。そして、ステップS3に進み、リファレンスバー領域258を含む拡大画像210全体の輝度Y[i,j]を補正する。具体的には例えば、“画像1”が有効化されている場合には、上述の数1に基づいて輝度Y[i,j]を補正し、つまり補正後輝度Y’[i,j]を求める。一方、“画像1”以外の“画像2”,“画像3”および“画像4”のいずれかが有効化されている場合には、上述の数13に基づいて、詳しくは上述の数3~数5および数10~数12の演算結果を含む当該数13に基づいて、補正後輝度Y’[i,j]を求める。
 このようにして補正後輝度Y’[i,j]が求められた後、つまり補正処理が行われた後、PC12は、ステップS5に進む。そして、このステップS5において、図21を参照しながら説明した如くポインティングデバイスの操作によって評価対象領域266が選択されると、この選択された評価対象領域266を(自身に)設定する。その上で、PC12は、ステップS7に進み、上述の数7に基づいて、詳しくは上述の数6の演算結果を含む当該数7に基づいて、評価対象領域266の補正後平均値Mo’を求める。なお上述したように、この補正後平均値Mo’は、al-BMDとして取り扱われる。
 さらに、PC12は、ステップS9に進み、上述の数8に基づいて、評価対象領域266の補正後標準偏差Do’を求める。そして、ステップS11に進み、上述の数9に基づいて、評価対象領域266の変動係数CVを求める。さらに、ステップS13に進み、ステップS9で求めた補正後標準偏差Do’とステップS11で求めた変動係数CVとを図14に示した評価基準と照合して、骨折リスクの評価結果RFを下す。
 以上のように、本実施形態によれば、歯科医療用に撮影された被験者の下顎骨のX線画像を基に当該被験者の骨質および骨密度が評価され、ひいては骨折リスクが評価される。即ち、DXA法という比較的に大掛かりな検査が行われることを前提とする上述の従来技術に比べて、歯科医療用のより簡便な検査によって骨質および骨密度の評価が実現され、ひいては骨折リスクの評価が実現される。このことは、骨減少症を含む骨粗鬆症の予防や治療において、極めて有益であるものと期待される。
 因みに、本実施形態におけるX線画像の撮影対象である下顎骨の歯槽骨は、DXA法における撮影対象である腰椎に比べて、骨密度(骨量)減少が早期に始まり、かつ、より急速に進行することが、近年の研究で判明している。また、腰椎を含む脊椎については、加齢や激しい運動等による変成変化によって、その骨密度が偽りの上昇を示す可能性があることも、判明している。これらのことから、下顎骨の歯槽骨のX線画像に基づく本実施形態によれば、DXA法による腰椎等のX線画像に基づく上述の従来技術に比べて、より精確に骨密度を評価し、ひいてはより精確に骨折リスクを評価し得ることが、期待される。このことは、骨質の評価についても、同様に期待される。
 さらに、本実施形態における骨質の評価は、無次元数である変動係数CVに基づくので、とりわけ元のX線画像(X線フィルム20)の濃淡度が当該元のX線画像ごとに異なる場合であっても、これに拘らず、当該骨質の評価を精確に実現することができる。即ち、ここで言う変動係数CVは、図2に示した評価対象領域60の濃淡度のばらつきを表すものの、当該濃淡度の絶対的なばらつきではなく、当該濃淡度の平均値に対する当該濃淡度の相対的なばらつきを表す。その一方で、評価対象領域60を含むX線画像全体の濃淡度は、その撮影時等の諸条件によって変わることがある。そして、このようにX線画像全体の濃淡度が変わると、その評価対象領域60の濃淡度の絶対的なばらつきも変わる。これに対して、変動係数CVは、上述の如く評価対象領域60の濃淡度の絶対的なばらつきではなく、当該濃淡度の平均値に対する当該濃淡度の相対的なばらつきを表すので、諸条件によってX線画像全体の濃淡度が変わったとしても、基本的には一定である。従って、このような変動係数CVに基づくことで、骨質の評価を精確に実現することができる。なお、被験者が異なる場合にも、評価対象領域60の濃淡度そのものや当該評価対象領域60の濃淡度の絶対的なばらつきが変わるが、この場合も、変動係数CVに基づくことで、骨質の評価を精確に実現することができる。
 また、本実施形態における骨密度の評価に際しては、指標としてのリファレンスバー38の濃淡度が一定となるように当該リファレンスバー38を含むX線画像全体の濃淡度が補正され、その上で、この補正後のX線画像に基づいて当該骨密度の評価が行われる。従って、この骨密度の評価においても、元のX線画像の濃淡度が当該元のX線画像ごとに異なるとしても、それによる影響を排除して、精確な評価を実現することができる。
 なお、本実施形態は、飽くまでも本発明の具体例であり、本発明の範囲を限定するものではない。
 例えば、上述した補正処理の後に、変動係数CVに基づく骨質の評価が行われることとしたが、補正処理の前に、当該変動係数CVに基づく骨質の評価が行われてもよい。
 また、変動係数CVではなく、当該変動係数CVの逆数(1/CV)に基づいて、骨質が評価されてもよい。
 さらに、変動係数CVとal-BMDとに基づいて、骨折リスクが評価されることとしたが、当該変動係数CVとal-BMDとのいずれか一方に基づいて、例えば変動係数CVのみに基づいて、骨折リスクが評価されもよい。ただし、変動係数CVとal-BMDとの両方に基づくことで、より精確な骨折リスクの評価が実現されることは、言うまでもない。
 加えて、図14に示した骨折リスクの評価基準は一例であり、これに限らない。例えば、この図14によれば、変動係数CVが12.2%以上かつ15.4%未満であり、併せて、al-BMDが71.4%以上かつ82.0%未満である場合は、“要注意”という評価が下されるが、そうではなく、“注意”という評価が下されてもよい。また、変動係数CVについての15.4%および12.2%という境界値も一例であり、これらの値に限定されない。これと同様に、al-BMDについての71.4および82.0という境界値も一例であり、これらの値に限定されない。なお、本実施形態においては、いわゆる後ろ向き研究によって、この図14の評価基準が定められたが、前向き研究を含むより多くの臨床的実験が行われることによって、より適切な評価基準が定められるものと、期待される。
 そして、上述のPC12にインストールされる骨折リスク評価プログラムについては、DVD-ROM等の記憶媒体14による提供のみならず、インターネット等の電気通信回線を通じて提供されてもよい。また、この骨折リスク評価プログラムがPC12によって実行されることで、つまりPC12といういわゆる汎用のコンピュータによって、骨折リスク評価装置が実現されたが、これに限らず、専用の装置によって当該骨折リスク評価装置が実現されてもよい。
 10 骨折リスク評価システム
 12 パーソナルコンピュータ
 14 記憶媒体
 20 X線フィルム

Claims (12)

  1.  被験者の下顎骨のX線画像を基に該被験者の骨質を評価する骨質評価装置であって、
     上記X線画像における上記下顎骨の特定部分に対応する特定領域の濃淡度のばらつきを求めるばらつき演算手段と、
     上記ばらつき演算手段による演算結果に基づいて上記骨質を評価する骨質評価手段と、
    を具備する、骨質評価装置。
  2.  上記特定部分は第1小臼歯の周囲の歯槽骨部分を含む、
    請求項1に記載の骨質評価装置。
  3.  上記ばらつき演算手段は上記特定領域の濃淡度の標準偏差と該特定領域の濃淡度の平均値との相対比を上記ばらつきとして求め、
     上記骨質評価手段は上記相対比に基づいて上記骨質を評価する、
    請求項1または2に記載の骨質評価装置。
  4.  請求項1~3のいずれかに記載の骨質評価装置を備え、さらに、
     上記骨質評価手段による評価結果に基づいて上記被験者に骨粗鬆症性骨折が生ずるリスクを評価する骨折リスク評価手段を具備する、
    骨折リスク評価装置。
  5.  上記特定領域の濃淡度に基づいて上記被験者の骨密度を評価する骨密度評価手段をさらに具備し、
     上記骨折リスク評価手段は上記骨質評価手段による評価結果に加えて上記骨密度評価手段による評価結果にも基づいて上記リスクを評価する、
    請求項4に記載の骨折リスク評価装置。
  6.  上記X線画像は上記下顎骨と並んで配置された所定の標本体の画像を含み、
     上記標本体の画像の濃淡度が所定の基準値と一致するように上記X線画像の濃淡度を補正する補正手段をさらに具備し、
     上記骨密度評価手段は上記補正手段による補正が施された後の補正後画像における上記特定領域の濃淡度に基づいて上記骨密度を評価する、
    請求項5に記載の骨折リスク評価装置。
  7.  被験者の下顎骨のX線画像を基に該被験者の骨質を評価する骨質評価方法であって、
     上記X線画像における上記下顎骨の特定部分に対応する特定領域の濃淡度のばらつきを求めるばらつき演算過程と、
     上記ばらつき演算過程による演算結果に基づいて上記骨質を評価する骨質評価過程と、
    を具備する、骨質評価方法。
  8.  請求項7に記載の骨質評価方法を備え、さらに、
     上記骨質評価過程による評価結果に基づいて上記被験者に骨粗鬆症性骨折が生ずるリスクを評価する骨折リスク評価過程を具備する、
    骨折リスク評価方法。
  9.  上記特定領域の濃淡度に基づいて上記被験者の骨密度を評価する骨密度評価過程をさらに具備し、
     上記骨折リスク評価過程において上記骨質評価過程による評価結果に加えて上記骨密度評価過程による評価結果にも基づいて上記リスクを評価する、
    請求項8に記載の骨折リスク評価装置。
  10.  コンピュータを用いて被験者の下顎骨のX線画像を基に該被験者の骨質を評価するための骨質評価プログラムであって、
     上記X線画像における上記下顎骨の特定部分に対応する特定領域の濃淡度のばらつきを求めるばらつき演算手順と、
     上記ばらつき演算手順による演算結果に基づいて上記骨質を評価する骨質評価手順と、
    を上記コンピュータに実行させる、骨質評価プログラム。
  11.  請求項10に記載の骨質評価プログラムを備え、さらに、
     上記骨質評価手順による評価結果に基づいて上記被験者に骨粗鬆症性骨折が生ずるリスクを評価する骨折リスク評価手順を上記コンピュータに実行させる、
    骨折リスク評価プログラム。
  12.  上記特定領域の濃淡度に基づいて上記被験者の骨密度を評価する骨密度評価手順をさらに上記コンピュータに実行させ、
     上記骨折リスク評価手順において上記骨質評価手順による評価結果に加えて上記骨密度評価手順による評価結果にも基づいて上記リスクを評価する、
    請求項11に記載の骨折リスク評価プログラム。
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