基于x射線測量口腔骨密度的設(shè)備及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種X射線測量口腔骨密度的設(shè)備，包括：X射線源以產(chǎn)生兩束能量不同的錐束X射線并透射待測口腔組織部位；X射線面陣探測器設(shè)置于口腔內(nèi)部，用以接受透過口腔組織部位后的X射線，完成X光透射圖像數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)采集控制模塊與所述X射線面陣探測器通過信號連接，用以控制所述X射線源發(fā)出X射線并接收X光透射圖像數(shù)據(jù)；卡具設(shè)置于口腔內(nèi)部以固定所述X射線面陣探測器；以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與所述數(shù)據(jù)采集控制模塊電連接，以采集X射線透視圖像數(shù)據(jù)并顯示探測到的X射線圖像。本發(fā)明進一步提供一種測量口腔骨密度的方法。
【專利說明】基于X射線測量口腔骨密度的設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于輻射成像領(lǐng)域，尤其涉及一種基于X射線并用于測量口腔骨密度的設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生活水平的提高，人們開始注重自身健康，尤其是在口腔方面，越來越多的人開始關(guān)注牙齒等口腔內(nèi)的組織的健康狀況。
[0003]骨密度(BMD，Bone Mineral Density)作為骨組織健康狀況的衡量標準之一，在臨床醫(yī)學(xué)中受到越來越多的關(guān)注。而在口腔方面，骨密度的測量對于牙科拔牙、補牙、種植、正畸、根管治療等具有十分重要的參考價值。X射線在臨床醫(yī)學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用:x射線透視成像、計算機斷層成像(CO、放射治療、骨密度測量等，X射線技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)不可或缺的手段?，F(xiàn)有技術(shù)中提供一種扇束雙能X射線吸收測量法，利用線陣列探測器和扇束掃描測量骨密度。
[0004]然而，所述骨密度測量裝置及方法還主要集中于測量人體手臂、腳踝、髖關(guān)節(jié)、脊柱其它部位，由于在掃描過程中，需要移動X射線進行機械掃描，因此輻射劑量較大，操作繁瑣，難以滿足口腔骨密度測量的需要?，F(xiàn)有的基于X射線的骨密度測量方法中還沒有專門應(yīng)用于口腔骨密度測量的測量裝置和測量方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]綜上所述，確有 必要提供一種適用于測量口腔內(nèi)骨密度的X射線測量骨密度的設(shè)備及方法。
[0006]一種X射線測量口腔骨密度的設(shè)備，包括:X射線源，所述X射線源用于產(chǎn)生兩束能量不同的錐束X射線并透射待探測的口腔組織部位；x射線面陣探測器，所述X射線面陣探測器設(shè)置于口腔內(nèi)部，用以接受透過口腔組織部位后的X射線，完成X光透射圖像數(shù)據(jù)采集，所述X射線面陣探測器像素尺寸在15-30um之間；數(shù)據(jù)采集控制模塊，所述數(shù)據(jù)采集控制模塊與所述X射線面陣探測器通過信號連接，用以控制所述X射線源發(fā)出X射線并接收X光透射圖像數(shù)據(jù)；卡具，所述卡具設(shè)置于口腔內(nèi)部以固定所述X射線面陣探測器；以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與所述數(shù)據(jù)采集控制模塊電連接，以采集X射線透視圖像數(shù)據(jù)并顯示探測到的X射線圖像。
[0007]—種應(yīng)用如上所述的錐束雙能X射線測量口腔密度的設(shè)備測量口腔骨密度的測量方法，包括以下步驟:將卡具設(shè)置于口腔內(nèi)部；將夂射線面陣探測器固定于所述卡具中；改變X射線源工作能量，分別獲得兩種高低不同能量的X射線照射曝光待測量部位；通過所述X射線面陣探測器探測兩次不同能量X射線照射曝光待測量部位后的光強，獲得兩次X射線透射圖像數(shù)據(jù)；以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的骨密度計算單元對獲得的兩次X射線透射圖像數(shù)據(jù)進行分析計算，得到待測量部位的X射線透射圖像，并通過圖像顯示單元顯示。
[0008]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的口腔骨密度測量裝置及測量方法通過采用錐束X射線及X射線面陣探測器，不需要機械裝置移動X光源和探測器即可實現(xiàn)某一區(qū)域的骨密度測量，而且每個能量只需要曝光一次，錐束X射線和平板探測器的采用大大提高了 X射線的利用率和測量速度，也降低了設(shè)備成本和X射線輻射劑量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明提供的錐束雙能X射線骨密度測量裝置示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明提供的錐束雙能X射線測量骨密度的方法中采用的標定用鋁階梯樣圖。
[0011]圖3為本發(fā)明提供的錐束雙能X射線測量骨密度的方法中數(shù)據(jù)采集的示意圖。
[0012]主要元件符號說明
【權(quán)利要求】
1.一種基于X射線測量口腔骨密度的設(shè)備，包括: X射線源，所述X射線源用于產(chǎn)生兩束能量不同的錐束X射線并透射待測口腔組織部位； X射線面陣探測器，所述X射線面陣探測器用以設(shè)置于口腔內(nèi)部，并貼附于所述待測口腔組織部位，以接受透過口腔組織部位后的X射線，完成X光透射圖像數(shù)據(jù)采集，所述X射線面陣探測器的像素尺寸在15um-30um之間； 數(shù)據(jù)采集控制模塊，用以控制所述X射線源發(fā)出X射線并接收X光透射圖像數(shù)據(jù)； 以及 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與所述數(shù)據(jù)采集控制模塊電連接，以采集X射線透視圖像數(shù)據(jù)并顯示探測到的X射線圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的基于X射線測量口腔骨密度的設(shè)備，其特征在于，所述X射線源為一 X光機，所述X光機的能量在40kVp-70kVp之間。
3.如權(quán)利要求1所述的基于X射線測量口腔骨密度的設(shè)備，其特征在于，進一步包括一卡具，所述卡具設(shè)置于口腔內(nèi)部以固定所述X射線面陣探測器。
4.如權(quán)利要求3所述的基于X射線測量口腔骨密度的設(shè)備，其特征在于，所述卡具具有一卡口，所述卡口的直徑與X光機出束口相匹配。
5.如權(quán)利要求1所述的基于X射線測量口腔骨密度的設(shè)備，其特征在于，所述X射線面陣探測器的尺寸小于4厘米。
6.如權(quán)利要求1所述的基于X射線測量口腔骨密度的設(shè)備，其特征在于，所述X射線面陣探測器貼附于所述待測口腔組織部位設(shè)置。
7.如權(quán)利要求1所述的基于X射線測量口腔骨密度的設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集控制模塊通過數(shù)據(jù)線或無線連接方式與所述X射線面陣探測器實現(xiàn)信號連接。
8.如權(quán)利要求1所述的基于X射線測量口腔骨密度的設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集控制模塊集成于X射線面陣探測器中。
9.如權(quán)利要求1所述的基于X射線測量口腔骨密度的設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括一骨密度計算單元及一圖像顯示單元。
10.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述的基于X射線測量口腔骨密度的設(shè)備測量口腔骨密度的測量方法，包括以下步 驟: 將卡具設(shè)置于口腔內(nèi)部； 將X射線面陣探測器固定于所述卡具中； 改變X射線源工作能量，分別獲得兩種高低不同能量的X射線照射曝光待測量部位，所述高能量的X射線束強度為Ira，低能量的X射線束強度為1% ； 通過所述X射線面陣探測器探測兩次高低不同能量X射線照射曝光待測量部位后的光強，穿過待測口腔組織部位后的高能量的X射線的束強度為IH，低能量的X射線的束強度為Iy獲得兩次X射線透射圖像數(shù)據(jù)；以及 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的骨密度計算單元對獲得的兩次X射線透射圖像數(shù)據(jù)進行分析計算，得到待測量部位的X射線透射圖像，并通過圖像顯示單元顯示，所述待測口腔組織部位的骨密度Mb為:
11.如權(quán)利要求10所述的口腔骨密度的測量方法，其特征在于，通過改變X射線源電壓改變工作能量，獲得兩種不同能量的X射線。
12.如權(quán)利要求10所述的口腔骨密度的測量方法，其特征在于，通過增加過濾片改變X射線源的工作能量，獲得兩種不同能量的X射線。
13.如權(quán)利要求10所述的口腔骨密度的測量方法，其特征在于，所述骨密度通過以下方法計算: 設(shè)高能和低能的X射線均為理想單能射線，則其穿過組織之前的束強度1%和Ira與穿過介質(zhì)之后的束強度Ih和k滿足線性衰減規(guī)律，則如單一能量的雙能方程(I)所示:
14.如權(quán)利要求13所述的口腔骨密度的測量方法，其特征在于，進一步包括硬化校正、錐束校正、散射校正和探測器校正。
15.如權(quán)利要求14所述的口腔骨密度的測量方法，其特征在于，所述硬化校正包括以下步驟: 定義軟組織和骨組織質(zhì)量厚度Ms和Mb分別為X和y，單位為cm ； 記
16.如權(quán)利要求15所述的口腔骨密度的測量方法，其特征在于，所述f、g采用圓錐曲面方程形式及最小二乘法擬合。
【文檔編號】A61B6/14GK103690187SQ201310350863
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月13日
【發(fā)明者】李亮, 陳志強, 趙自然, 唐志宏, 張麗 申請人:清華大學(xué)