一种骨密度的测量方法及装置制造方法及图纸
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及密度测量
，尤其涉及一种骨密度的测量方法及装置。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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...
【技术保护点】
一种骨密度的测量方法，其特征在于，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。
【技术特征摘要】
1.一种骨密度的测量方法，其特征在于，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。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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k＝1,2,...,W；
将被测样品移出样品台，并将分析光栅移回原位，然后按照采集样品图像同样的步
骤采集背景图像，并对图像进行矫正，将获得的图像记为背景图像，记第k步最终获得的
背景图像为k＝1,2,...,W；
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；
I(m,n)=[I0(m,n)-Ioffset(m,n)]×Σm=0,n=0m=M,n=N[Igain(m,n)-Ioffset(m,n)]M×N×[Igain(m,n)-Ioffset(m,n)];]]>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。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，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：
α(m,n)=P22πd×arg[Σk=1TIks(m,n)×exp(2πikT)Σk=1TIkb(m,n)×exp(2πikT)]]]>式中，α为折射角，坐标(m,n)表示X射线探测器上像素点的位置坐标；T代表相位
步进的总步数；P2表示分析光栅G2的周期；d为相位光栅G1和分析光栅G2之间的距离，
所述相位光栅G1设置在样品台与X射线管之间且靠近所述样品台；
样品的吸收信息计算公式为：
A(m,n)=ln[Σk=1TIks(m,n)Σk=1TIkb(m,n)]]]>式中，A(m,n)代表吸收像。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
针对被测样品，利用用X射线穿透相同厚度的铝和有机玻璃，通过测量实际的吸收数
据和折射数据，进行X射线硬化修正；其中的铝用来模拟骨组织，有机玻璃用来模拟软组
织。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述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包括：
利用下述公式进行骨密度计算：
MB(m,n)=QSA(m,n)+US∫α(m,n)dxUSQB-UBQS;]]>式中，MB(m,n)表示坐标(m,n)处的骨密度；α(m,n)、A(m,n)分别为样品的折射信
息与吸收信息；
US与QS均为利用有机玻璃模拟软组织进行X射线硬化修正后的参数，下标S表示软
组织，其中的US＝(μ/ρ)S表示有机玻璃的线性吸收系数修正值与密度的比值，
QS＝(δ/ρ)S表示有机玻璃的折射系数修正值与密度的比值；
UB与QB均为利用铝模拟骨组织进行X射线硬化修正后的参数，下标B表示骨组织，
其中的UB＝(μ/ρ)B表示铝的线性吸收系数修正值与密度的比值，QB＝(δ/ρ)B表示铝的折
射系数修正值与密度的比值。
6.一种骨密度的测量装置，其特征在于，包括：
图像获取单元，用于获取...
【专利技术属性】
技术研发人员：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，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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