[发明专利]一种骨密度的测量方法及装置有效

专利信息
申请号: 201510969007.9 申请日: 2015-12-17
公开(公告)号: CN105388170B 公开(公告)日: 2018-07-03
发明(设计)人: 韩华杰;胡仁芳;朱烨;彭冬;路祥;顾永刚;高昆 申请(专利权)人: 中国科学技术大学
主分类号: G01N23/04 分类号: G01N23/04
代理公司: 北京凯特来知识产权代理有限公司 11260 代理人: 郑立明;郑哲
地址: 230026 安*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 被测样品 测量方法及装置 背景图像 样品图像 吸收 图像 折射 骨密度测量 参数计算 测量过程 折射图像 不重叠 移出 硬化 修正
【说明书】:

发明公开了一种骨密度的测量方法及装置,相关方法包括:获取被测样品的X射线图像,以及移出被测样品后的背景X射线图像,分别记为样品图像与背景图像;根据获取到的样品图像与背景图像计算被测样品的折射信息与吸收信息;根据所述被测样品的折射信息与吸收信息,以及进行X射线硬化修正后的参数计算被测样品的骨密度。通过采用本发明公开的方法可以同时获得吸收图像和折射图像,在测量过程中不存在双能图像不重叠问题,使得骨密度测量速度和精度得以提高。

技术领域

本发明涉及密度测量技术领域,尤其涉及一种骨密度的测量方法及装置。

背景技术

骨密度的实际测量中常以某一投影方向上单位面积骨质量的值来描述骨密度,单位为g/cm2

骨密度的测量方法经历了几十年的发展,目前有X线摄片测量发,单光子吸收测量法,双光子吸收测量法,双能X射线吸收测量法,定量CT法,超声测量法等等。

然而,现有方案的技术难点是如何同时获取被测部位在同一时刻下不同X射线能量状态下的吸收图像。目前医疗设备中主要有两种产生双能X射线的机制:一种为稀土滤过式,该方法用含有稀土元素钐(Sm)或铈(Ce)的稀土滤过器滤过X射线,将连续的X射线谱分成近似独立的两个X射线谱,并相应地使用带能量鉴别器的探测器同时获得两种能量的X射线吸收图像;另一种为脉冲转换式,它利用不同的脉冲控制X射线管电压,分别产生不同能量的X射线并获得吸收图像。以上两种方法都存在着X射线能谱特异性差,仪器硬件和数据采集过程被复杂化等问题,第二种方法更是要求测量过程中,被测者不能移动,否则将会造成两种能量下测量的图像不重叠,系统无法准确计算被测部位的骨密度值。

发明内容

本发明的目的是提供一种骨密度的测量方法及装置,可以精确的计算出骨密度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的:

一种骨密度的测量方法,包括:

获取被测样品的X射线图像,以及移出被测样品后的背景X射线图像,分别记为样品图像与背景图像;

根据获取到的样品图像与背景图像计算被测样品的折射信息与吸收信息;

根据所述被测样品的折射信息与吸收信息,以及进行X射线硬化修正后的参数计算被测样品的骨密度。

所述获取被测样品的X射线图像,以及移出被测样品后的背景X射线图像,分别记为样品图像与背景图像包括:

将被测样品放入样品台并调整至视场预定范围内,利用利用X射线管射出的X射线照射至被测样品,并沿着垂直于光栅刻线方向移动设置在所述X射线探测器前方的分析光栅,在其一个光栅周期内均匀移动W步,每步取多张图像求取平均,并对图像进行矫正,将获得的图像记为样品图像,记第k步最终获得的样品图像为

其中,所述对图像进行矫正包括:

在获取样品图像与背景图像之前,将X射线管和X射线探测之间的光学元件均移出光路,打开探测器采集D张图像后求取平均输出一张图像,保存为暗场矫正图像,记为Ioffset;再采集D张图像后求取平均输出一张图像,保存为增益矫正图像,记为Igain

根据下述矫正公式对图像进行矫正;

式中,(m,n)为矫正点的图像像素坐标,I(m,n)为矫正后的图像,I0(m,n)为原始图像,M为探测器的行像素数,N为探测器的列像素数。

所述根据获取到的样品图像与背景图像计算被测样品的折射信息与吸收信息包括:

样品的折射信息计算公式为:

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