CN104027124A - 一种多功能x射线骨密度仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能X射线骨密度仪，包括机架、导轨、U型臂、X射线发生装置、X射线探测器、X射线屏蔽装置、运动系统、控制系统和显示系统；导轨设置于机架上表面，U型臂设置于导轨上，运动系统设置于机架的一端，并与导轨连接，控制系统设置于机架的另一端，与显示系统连接，显示系统独立设置或设置于机架上，X射线发生装置设置于U型臂的U型一端，X射线探测器设置于U型臂的U型另一端，与X射线发生装置的高度一致，X射线屏蔽装置设置于U型臂的X射线探测器一侧。本发明提供的多功能X射线骨密度仪使用方便，可以实现四肢骨折诊断、骨密度测定和骨质疏松症预测和诊断功能，避免了大型设备使用带来的不便。

Description

一种多功能X射线骨密度仪

技术领域

本发明属于医疗检测器械技术领域，具体涉及一种多功能X射线骨密度仪。

背景技术

根据2000年我国第五次人口普查结果，我国全国总人口为129533万人，其中65岁以上人口达8811万人，占总人口的6.96％。随着经济发展和医疗条件改善，老龄人口人数和比例还在稳步增加。而原发性骨质疏松症，属于中老年常见多发病，严重情况下可能导致老年人肢体残疾，失去自理能力。而及时发现，尽早治疗，能有效缓解原发性骨质疏松症的发展，提升中老年人的生活质量和品质。

临床医学上骨质疏松症的诊断是依据患者的骨密度测定值同标准值之间的偏差，来判断患者的骨质疏松症发展程度。目前测定骨密度的医学影像学原理主要有：X射线测定法，光子吸收法，中子活化分析法，超声定量测量和磁共振测量方法这5种。其中，X射线测定法由于成像速度快，结果准确性好，因此，X射线测定法是医学诊断上推荐的测定方法。X线吸收测定法可测量全身任何部位的骨量，精确度高，对人体危害较小，检测一个部位的放射剂量相等于一张胸片1/30，QCT的1％。不存在放射源衰变的问题，目前已在我国各大城市逐渐开展，前景看好。

现有的X射线骨密度测定设备主要有两类：一种是让人平卧后，测量股骨颈和腰椎2至4节的骨密度的大型仪器，安置在屏蔽房内，在进行胸透或是其他检查的基础上，同时通过算法做拍摄部位的骨密度测定，这类设备X射线的辐射量较大，且医生安排病人检查后，不能立即获得骨密度数据，需要根据放射科的实际情况，等待诊断数据反馈；另一种是检测手部指骨密度的小型仪器，可以安装在医生的诊室中，通过获取病人手掌和腕关节的X射线投影图像后，通过算法获得骨密度信息。由于没有导轨设计，成像大小受X射线探测系统尺寸限制，无法获得大范围的X射线投影图像。

目前，骨质疏松症的病理诊断依据是对患者的骨密度进行测量，根据患者骨密度和标准值之间的偏差，来预测患者骨折的风险，进行干预和治疗。

人的全身骨骼作用不同，因此骨密度测量应该选择的位置目前在医学上没有定论。目前主流的意见是：腰椎2至4节，股骨颈，前臂远端1/3处桡骨，指骨这4个部位骨密度流失较为均匀，在未发生病变情况下，这四个部位的骨密度值修正后可以作为人体的骨密度，用以预测患者骨折的风险。

目前，在骨密度算法方面，申请号为CN201280010673.4骨密度测量装置和CN201280013893.2骨密度测量装置给出了基于腰椎的骨密度测定方法。该方法主要是针对同一患者，监测同一位置骨密度随时间的变化，来预测患者骨折风险的。这种方法存在的两点局限性在于：1是在目前医院数据不共通的情况下，病人必须年年在同一医院体检，才能保证数据具有可对比性；2是X射线装置随着使用，其球管会出现老化现象，因此得到的数据有可能随时间出现漂移，从而导致对比的可靠性下降。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术的不足而提供一种多功能X射线骨密度仪。

本发明是通过以下技术手段实现的：

一种多功能X射线骨密度仪，包括机架、导轨、U型臂、X射线发生装置、X射线探测器、X射线屏蔽装置、运动系统、控制系统和显示系统；导轨设置于机架上表面，U型臂设置于导轨上，运动系统设置于机架的一端，并与导轨连接，控制系统设置于机架的另一端，与显示系统连接，显示系统独立设置或设置于机架上，X射线发生装置设置于U型臂的U型一端，X射线探测器设置于U型臂的U型另一端，与X射线发生装置的高度一致，X射线屏蔽装置设置于U型臂的X射线探测器一侧；其中导轨由滚珠丝杆、滑块和支撑结构连接组成；运动系统由电机驱动器、电机、减速箱和联轴器依次连接组成；控制系统由工控机和嵌入式控制器连接组成；U型臂设置于滑块上，滑块设置于滚珠丝杆上，滚珠丝杆一端连接支撑结构，另一端连接联轴器，支撑结构与工控机连接。

所述的多功能X射线骨密度仪，支撑结构的底面可以设置有定位销钉孔和螺纹孔，通过定位销钉孔和螺纹孔与机架连接。

所述的多功能X射线骨密度仪，滑块上表面可以有螺纹孔和销钉孔，滚珠丝杆上可以有安装面的螺母，U型臂底部加工有与滑块和滚珠丝杆螺母配合的通孔。

所述的多功能X射线骨密度仪，U型臂两端都可以设计有调节装置和安装孔，U型臂两端分别通过螺丝和X射线发生装置以及X射线探测器固定。

所述的多功能X射线骨密度仪，X射线探测器和X射线屏蔽装置可以采用黏合的方法实现固定连接。

所述的多功能X射线骨密度仪，电机、电机驱动器、减速箱和联轴器可以均采用螺纹紧固的方式与机架相连。

所述的多功能X射线骨密度仪，电机和减速箱之间可以通过半圆键连接，减速箱、联轴器和滚珠丝杆之间可以通过花键连接。

所述的多功能X射线骨密度仪，工控机和嵌入式控制器可以均通过螺纹紧固的方式与机架相连。

所述的多功能X射线骨密度仪，X射线屏蔽装置可以为钨橡胶片。

本仪器是通过增加导轨，实现前臂桡骨和指骨的骨密度同时测量，相比较只检测手部指骨密度的小型仪器，通过更全面数据的处理，能够得到更准确的信息。此外，针对该仪器，我们可以设计得到整个手臂到手掌的骨密度变化趋势的算法，从而更准确判断目前病人身体骨密度的流失速度，以便于提高诊断的准确度。同时，增加导轨的附加得到的功能是：可以对于四肢骨折骨裂的患者进行诊断，拓展了骨密度仪的使用范围。

本仪器，相对于平卧后测量股骨颈和腰椎的骨密度仪和DR与CT相比，首先是在体积方面大大减小。而且由于四肢的直径远小于躯干的直径。因此，在进行检测时，在保证信号强度的前提下，可以减小X射线的强度，从而大大减小病人接受的辐射剂量。一般来说，DR进行成像时，为了得到比较好的效果，一般需要100kV高压，200-400mA管电流和250mS的曝光时间，能够得到比较清晰的图像。而CT在进行全身扫描时，标准体重成人比较常用的参数是120kV高压，300mA管电流，曝光时间则是由成像的范围的长度决定的。平卧后测量股骨颈和腰椎的骨密度仪的常用曝光参数是80kV左右，350mA左右的管电流，扫描时间6-7秒。本仪器的管电压大约采用80kV左右的高压，扫描时间在6-7秒，但是管电流可以控制在100mA以下，从而减小X射线辐射的剂量。通过合理的屏蔽设计，能够实现机体本身，对X射线的屏蔽。因此不需要专门为设备建立屏蔽房，从而减少了设备投入使用前的成本，扩大了设备的应用范围。

X射线穿透力强，散射主要是康普顿散射，其原理简单解释的话可以认为是X射线光子同电子发生碰撞后，部分X射线偏离的原始的方向，而造成了X射线的散射。因此X射线散射比例与X射线照射的物体密度相关，物体的密度越大，单位体积内质子和电子越多，X射线光子越容易与电子产生碰撞，发生散射。物体密度越小，单位体积内质子和电子越少，X射线光子越难与电子产生碰撞，发生散射。根据康普顿散射公式，一个能量为hv的入射光子与电子作用后散射到dΩ立体角内的几率可以表示为：

$\frac{{\mathrm{d\σ}}_c}{\mathrm{d\Ω}}=\frac{1}{2}{r}_c^2\left\{\frac{1}{[1+\mathrm{\α}(1-\cos ){]}^2}\right[\mathrm{\α}(1-\cos \mathrm{\θ})+{\cos }^2\mathrm{\θ}+\frac{1}{1+\mathrm{\α}(1-\cos \mathrm{\θ})}\left]\right\}$

式中rc＝2.818×10-13cm为光子的经典半经，α＝hν/m₀c²

由于进行肢端扫描时，主要采用80kV左右的X射线，则α＝0.153。代入公式，当θ∈[0,180°]时，由此可见散射的X射线光子的比例很小。

这是单个光子发生一次碰撞后偏转的概率，实际由于X射线经过大量原子后，发生的偏转的概率会提高。根据仿真的结果，X射线光子主要还是集中在X射线发射方向扇角几度的范围内。而且，由于本设备在沿Z导轨方向上，只有平移，不发生旋转，因此X射线出射角固定。所以，根据仿真结果，在探测器后端增加X射线屏蔽装置，就基本能够实现X射线屏蔽的功能。在X射线屏蔽装置设计方面，采用将钨和橡胶粒结合粘结剂采用粉末冶金的技术一次成型后得到钨橡胶原片(此时厚度确定下来)，再根据实际在长宽方向上进行切割建材。相比较钨金属片而言，钨片硬度大，比较难以加工，加工定型后难以更改，而钨橡胶方便切割，可以根据需求组合钨橡胶片，实现X射线屏蔽吸收的功能。钨橡胶片，相比于钨合金防护片而言，具有方便参见，加工，组合的优势。

本发明提供的多功能X射线骨密度仪采用U型臂结构，臂的两端固定探测器和X射线发生装置，通过机械设计和安装保证探测器和X射线发生装置之间相对位置固定，提高数据精度。U型臂底部与机体导轨相连，通过电机，实现U型臂在水平方向的运动，从而带动探测器和X射线发生器一起运动。在探测器背后，设计有吸收透射和散射X射线光子的屏蔽材料，以减少X射线对环境的危害。

本发明在小型设备的基础上，一方面增加了滑轨，使得成像的范围获得扩展，在测定骨密度的同时，也能对上臂和下肢等部位实现X射线成像功能，在骨密度仪上集成了上臂和下肢等部位骨折骨裂，以及韧带损伤的检查功能。另一方面增加了屏蔽装置的设计，进一步吸收投射和散射的X射线光子，减少X射线对无关人员的损害。同时，这种设计，能够大大减小设备体积，解除了装置在屏蔽房中使用的限制，可以灵活移动，快捷使用的功能。可以实现医生，在诊室中对患者进行检查，实时产生检查结果的目的，提升医生的工作效率。

附图说明

图1为本发明提供的多功能X射线骨密度仪的系统结构图。

图2为本发明实施例1提供的多功能X射线骨密度仪的示意图，其中1为机架、2为导轨、201为滚珠丝杆、202为滑块、203为支撑结构，3为U型臂、4为X射线发生装置、5为X射线探测器、6为X射线屏蔽装置、7为运动系统、701为电机、702为电机驱动器、703为减速箱、704为联轴器、8为控制系统、801为工控机、802为嵌入式控制器、9为显示系统。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明所述的多功能X射线骨密度仪进行进一步说明。

如图1所示，为本发明提供的多功能X射线骨密度仪的系统结构图，可以看出多功能X射线骨密度仪主要由五部分系统组成，分别是显示系统、控制系统、探测器系统、运动系统和X射线装置。

如图2所示，为本实施例提供的多功能X射线骨密度仪的示意图，由机架1、导轨2、U型臂3、X射线发生装置4、X射线探测器5、X射线屏蔽装置6、运动系统7、控制系统8和显示系统9组成；其中导轨2设置于机架1上表面，U型臂3设置于导轨2上，运动系统7设置于机架1的一端，并与导轨2连接，控制系统8设置于机架1的另一端，与显示系统9连接，显示系统9独立设置，X射线发生装置4设置于U型臂3的U型一端，X射线探测器5设置于U型臂3的U型另一端，与X射线发生装置4的高度一致，X射线屏蔽装置6设置于U型臂3的X射线探测器5一侧；其中导轨2由滚珠丝杆201、滑块202和支撑结构203组成；运动系统7由电机701、电机驱动器702、减速箱703和联轴器704组成；控制系统8由工控机801和嵌入式控制器802组成。

各部分之间的机械连接方式如下：运动系统7由电机驱动器702、电机701、减速箱703和联轴器704依次连接组成；控制系统8由工控机801和嵌入式控制器802连接组成；U型臂3设置于滑块202上，滑块202设置于滚珠丝杆201上，滚珠丝杆201一端连接支撑结构203，另一端连接联轴器704，支撑结构203与工控机801连接。支撑结构203的底面设置有定位销钉孔和螺纹孔。第一步，将导轨2设于机架1上表面，使用销钉，将导轨2设于机架1的相对位置固定，螺丝钉将导轨2设于机架1紧固在一起。滑块202上表面有螺纹孔和销钉孔，滚珠丝杆201上有安装面的螺母。U型臂3底部加工有与滑块202和滚珠丝杆201螺母配合的通孔。第二步，U型臂3置于两个滑块202上方，调整两块滑块202的位置，使U型臂3的通孔与滑块202的螺纹孔和销钉孔重合；两者之间通过销钉实现定位，通过螺丝钉实现紧固。使U型臂3、X射线发生装置4和X射线探测器5的重力通过滑块和导轨，传递至机架1，然后转动滚珠丝杆201将使有安装面的螺母运动到U型臂3安装通孔下方，使用螺丝钉将U型臂3和滚珠丝杆201螺母紧固，从而实现U型臂3和导轨2的连接。安装完成后，当滚珠丝杆201旋转时，在滑块202支撑和滚珠丝杠201螺母的带动下，U型臂3能沿导轨2方向水平运动。第三步，U型臂3两端都设计有调节装置和安装孔，U型臂3两端分别和X射线发生装置4与X射线探测器5相连，通过螺丝钉实现定位和紧固。两个独立调节装置可以实现X射线发生装置4与X射线探测器5在轴向和高度方向上调整，使X射线的焦点与探测器的中心重合。使用黏合的方法实现X射线探测器5与X射线屏蔽装置6之间的固定。运动系统7中电机701、电机驱动器702、减速箱703和联轴器704均采用螺纹紧固的方式与机架1相连。使用(但不限于使用)半圆键实现电机701轴和减速箱703之间的连接，使用(但不限于使用)花键实现减速箱703、联轴器704和滚珠丝杆201之间的连接。控制系统8中工控机801和嵌入式控制器802均通过螺纹紧固的方式与机架1相连。显示系统9与机架1独立设置，也可以根据用户需求不同，采用卡接的方式相连。

本实施例中X射线屏蔽装置6为钨橡胶片，采用将钨和橡胶粒结合粘结剂采用粉末冶金的技术一次成型后得到。

本实施例中控制系统硬件工控机801采用研华的工控机Tank-820，具有结构紧凑，散热良好，抗震性强等优点，工控机的操作系统是自行优化开发基于Linux内核的实时控制系统，系统控制延迟在μs级，能够保证医学设备上对安全的需求；嵌入式控制器802是基于Arm Cortex-M3自行设计开发的控制板，通过编程和设计外围电路，能够实现通信，控制，信号采集，状态采集等复杂功能。显示系统9采用ELO的医用级电阻触控屏ET1537L，该显示器具有良好的抗震和耐腐蚀性能，使用寿命长，同时，可以减少鼠标和键盘等外设，使仪器结构更为精简。X射线探测器5采用滨松的S12058(X)平板探测器，探测器尺寸为12cm×12cm(1248像素×1248像素)，最高采样速度为280帧/，量化深度13位。采用E40R HF IMD组合机头，配合东芝的球管搭建X射线发生装置4。该装置具有脉冲曝光功能，最大曝光频率可达25Hz。电机701采用安川电机SGMPS-04ACA2CE，电机驱动器702采用安川伺服驱动器SGDV-2R8A，安川伺服系统具有控制精度高，稳定性好，体积小的有点。所有部件，通过自行设计的机械结构及转接件组装为一体，构成多功能X射线骨密度仪的主体结构。

各部分之间电气方式如下：控制系统8中研华工控机Tank-820和嵌入式控制器802之间使用(但不限于使用)CAN总线，进行控制命令通讯。研华工控机Tank-820和ELOET1537L触控屏之间通过VGA通讯线传输视频信号，通过DB9串口通讯线，传输触控动作信息。研华工控机Tank-820和滨松S12058(X)平板探测器之间通过IEEE总线，进行控制命令和数据传输。嵌入式控制器802和E40R HF IMD组合机头所有的控制端口连接。曝光时，嵌入式控制器802根据研华工控机Tank-820的指令，调整设置E40R HF IMD组合机头曝光参数，控制其曝光时间。嵌入式控制器802和安川伺服驱动器SGDV-2R8A之间采用SCSI-50芯控制线连接。嵌入式控制器802和机架1上安装的多个位置、温度、振动传感器以及激光定位灯等设备连接，从而对设备状态进行实时监控。安川电机SGMPS-04ACA2CE和伺服驱动器SGDV-2R8A之间，有4路动力线，控制电机启停转速转矩等性能参数和6芯差分信号线，反馈电机运动的速度和位置信息。除传感器和激光定位灯由嵌入式控制器802供电外，其他用电设备均就近从电源模块取电。

基本工作流程中，研华工控机Tank-820从ELO ET1537L触控屏中获得工作模式，曝光参数等信息。然后，通过CAN总线将将曝光信息发送至嵌入式控制器802中。嵌入式控制器802根据参数，调整控制端口输出，并检测E40R HF IMD组合机头的反馈信息，待调整完成后，嵌入式控制器802通过CAN总线将调整完成的信息发送至研华工控机Tank-820中，等待下一步指令。研华工控机Tank-820根据工作模式，计算出U型臂3的起始位置，运动范围以及采集图像的次数，将运动距离参数发送给嵌入式控制器802，嵌入式控制器802控制伺服驱动器SGDV-2R8A使安川电机SGMPS-04ACA2CE运动，并通过反馈信号，计算反馈电机运动的速度和位置信息，待U型臂3进入起始位置时，停止电机运动，将U型臂3到位消息反馈给研华工控机Tank-820。研华工控机Tank-820发送开始曝光指令至嵌入式控制器802，嵌入式控制器802调整控制端口输出，并检测E40R HF IMD组合机头的反馈信息，得到E40R HF IMD组合机头曝光消息后，反馈曝光开始指令至研华工控机Tank-820。研华工控机Tank-820发送开始采集信息至滨松的S12058(X)平板探测器，并检测采集数据，确认采集数据有效后，发送停止曝光指令至嵌入式控制器802。嵌入式控制器802调整控制端口输出，并检测E40R HF IMD组合机头的反馈信息，得到E40R HF IMD组合机头停止消息后，反馈至研华工控机Tank-820，然后此次曝光采集结束。研华工控机Tank-820根据工作模式，计算下一采集位置，重复以上流程，直到所有数据采集完成。所有数据采集完成后，研华工控机Tank-820后台的算法，将多次采集的图像进行配准融合。融合后，再根据骨密度反演算法，得到患者的各部位的骨密度值信息。然后，将骨密度信息和根据各部位间骨密度值的相关关系及与标准值之间的偏差大小，计算出的辅助诊断信息，显示在ELO ET1537L触控屏，帮助医生进行诊断。

由于本实施例所述的多功能X射线骨密度仪具有四肢骨折诊断、骨密度测定和骨质疏松症预测和诊断功能，不同的功能其过程和参数有差异，因此分别叙述。

肢体骨折诊断功能：患者将受伤肢体沿U型口伸入设备中，通过控制软件选定数字X光片成像范围。然后，根据需求，选择曝光的高压和管电流参数后，设备进入工作流程。U型臂3运动到成像范围的起始端后X射线发生装置4开始曝光，X射线探测器5等待出光稳定后，进行采集；采集完成后，X射线发生装置4停止曝光；U型臂3前进到下一个曝光位置后停止。然后重复这个工作流程，直到U型臂3运行到成像范围的终端后，整个采集过程完成。控制系统内置的算法会将采集到的多幅数字X光片配准融合，形成一张完整的覆盖整个扫描范围的数字X光片后，在显示系统上显示出来。使医生根据整个图像，诊断患者是否骨折，以及骨折的程度。

骨密度测定功能：患者将手沿U型口伸入设备中，放在标准位置上，通过控制软件选择骨密度测定功能，然后设备进入工作流程。U型臂3运动到小臂前端和腕关节之间后，运动停止。X射线发生装置4开始曝光(高压80kV)，X射线探测器5等待出光稳定后，采集1张数字X光片。然后X射线发生装置4升压后，再次曝光(高压110kV)，探测器系统等待出光稳定后，采集第2张数字X光片。再把两张数字X光片以骨骼为标准，进行配准。通过对比同一个位置上，两次不同高压下的探测器系统的采集值，根据算法反推骨密度值。从而得到整个小臂前端部分的骨密度值。根据患者年龄，性别以及骨密度值数据库中的资料，判断患者的骨密度值和标准值之间的差值，以及差值跟数据库中标准均方根值之间的差异，来判断患者是否患有骨质疏松症，以及病情的严重程度。

骨质疏松症预测功能：患者将上肢或是下肢U型口伸入设备中，通过控制软件选择骨质疏松症预测功能，然后设备进入工作流程。U型臂3运动到起始端后X射线发生装置4开始曝光(高压80kV)，X射线探测器5等待出光稳定后，进行采集；采集完成后，X射线发生装置4停止曝光；U型臂前进到下一个曝光位置后停止。然后重复这个工作流程，直到U型臂运行到终端后，第一次采集过程完成；然后X射线发生装置升压后，再开始曝光(高压110kV)，探测器系统等待出光稳定后，进行采集；采集完成后，X射线发生装置停止曝光；U型臂3前退回下一个曝光位置后停止。然后重复这个工作流程，直到U型臂3运行到起始端后，第二次采集过程完成。此时，控制系统内置的算法会先将第一次采集到的多幅数字X光片配准融合，形成第一张完整的覆盖整个扫描范围的数字X光片。然后将第二次采集到的数据配准融合，形成第二张完整的覆盖整个扫描范围的数字X光片。最后，再把两张完整的数字X光片以骨骼为标准，进行配准。通过对比同一个位置上，两次不同高压下的探测器系统的采集值，根据算法反推骨密度值。从而得到整个肢体各个截面的骨密度分布。再根据骨密度分布数据，患者的年龄，性别，计算骨密度流失趋势，来判断患者是否患有骨质疏松症，或者未来患有骨质疏松症的风险概率。若检查到患者肢体局部有骨密度最小值，且最小值位置不在理论区域内时，提醒患者注意保护，防止局部骨折。

目前，实验室测试中，再不对数据进行修正的条件下，目前测试仿体得到的仿体密度值与仿体标称的密度值之间的误差在5％以内。正在进行，算法的优化和辅助设备的开发，预期能够将密度测试值的误差控制在2％以内。

实验时，在100kV高压，40mA管电流的曝光参数下，采用15mm厚的钨橡胶片，遮挡探测器。采集时，探测器被遮挡部分的数据与辐射本底数据(本底数据指：实验室环境下探测器采集到的天然辐射值)一致。即15mm厚的钨橡胶片能够完全阻止球管产生的X射线进入探测器。

常见的小型X射线骨密度仪，是通过采集一张腕关节，前臂尺骨和桡骨的数字X光片后，反推骨密度值的，与同本仪器骨密度测定功能类似，采集的范围受探测器尺寸限制。增加导轨后，使设备可以在一维方向上发生移动。控制系统根据扫描范围，采集多张X光片，再通过融合配准的图像处理算法得到覆盖全部扫描范围的X光片，因此扩展骨密度仪的功能，实现了肢体骨折诊断功能和骨质疏松症预测功能。这也是本专利初始的创新思想。U型槽的优势在于，U型口对应重力的方向。对于骨折病人，一般来说需要别人帮助才能活动骨折部分。如果是C型槽或者其他形状的话，需要先放到位置，再平移进去两个过程。而U型槽的话，只要放下去就可以，而且放下本身就是沿重力方向运动，基本不用用力。大部分非严重骨折的患者都可以自己完成这一动作，因此可以减少医护人员对患者的帮助，提高了工作效率。

Claims (9)

1.一种多功能X射线骨密度仪，其特征在于，包括机架（1）、导轨（2）、U型臂（3）、X射线发生装置（4）、X射线探测器（5）、X射线屏蔽装置（6）、运动系统（7）、控制系统（8）和显示系统（9）；导轨（2）设置于机架（1）上表面，U型臂（3）设置于导轨（2）上，运动系统（7）设置于机架（1）的一端，并与导轨（2）连接，控制系统（8）设置于机架（1）的另一端，与显示系统（9）连接，显示系统（9）独立设置或设置于机架（1）上，X射线发生装置（4）设置于U型臂（3）的U型一端，X射线探测器（5）设置于U型臂（3）的U型另一端，与X射线发生装置（4）的高度一致，X射线屏蔽装置（6）设置于U型臂（3）的X射线探测器（5）一侧；其中导轨（2）由滚珠丝杆（201）、滑块（202）和支撑结构（203）连接组成；运动系统（7）由电机驱动器（702）、电机（701）、减速箱（703）和联轴器（704）依次连接组成；控制系统（8）由工控机（801）和嵌入式控制器（802）连接组成；U型臂（3）设置于滑块（202）上，滑块（202）设置于滚珠丝杆（201）上，滚珠丝杆（201）一端连接支撑结构（203），另一端连接联轴器（704），支撑结构（203）与工控机（801）连接。

2.根据权利要求1所述的多功能X射线骨密度仪，其特征在于，支撑结构（203）的底面设置有定位销钉孔和螺纹孔，通过定位销钉孔和螺纹孔与机架（1）连接。

3.根据权利要求1所述的多功能X射线骨密度仪，其特征在于，滑块（202）上表面有螺纹孔和销钉孔，滚珠丝杆（201）上有安装面的螺母，U型臂（3）底部加工有与滑块（202）和滚珠丝杆（201）螺母配合的通孔。

4.根据权利要求1所述的多功能X射线骨密度仪，其特征在于，U型臂（3）两端都设计有调节装置和安装孔，U型臂（3）两端分别通过螺丝和X射线发生装置（4）以及X射线探测器（5）固定。

5.根据权利要求1所述的多功能X射线骨密度仪，其特征在于，X射线探测器（5）和X射线屏蔽装置（6）采用黏合的方法实现固定连接。

6.根据权利要求1所述的多功能X射线骨密度仪，其特征在于，电机（701）、电机驱动器（702）、减速箱（703）和联轴器（704）均采用螺纹紧固的方式与机架（1）相连。

7.根据权利要求1所述的多功能X射线骨密度仪，其特征在于，电机（701）和减速箱（703）之间通过半圆键连接，减速箱（703）、联轴器（704）和滚珠丝杆（201）之间通过花键连接。

8.根据权利要求1所述的多功能X射线骨密度仪，其特征在于，工控机（801）和嵌入式控制器（802）均通过螺纹紧固的方式与机架（1）相连。

9.根据权利要求1所述的多功能X射线骨密度仪，其特征在于，X射线屏蔽装置（6）为钨橡胶片。