CN113855060A - 一种双能x射线骨密度仪及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种双能X射线骨密度仪及其工作方法，该双能X射线骨密度仪包括床体、探测臂、第一驱动机构、X射线管组件、第二驱动机构、主探测器、第三驱动机构和处理器。探测臂活动设置于床体的一侧，探测臂包括上臂和下臂，上臂位于床体的上方，下臂位于床体的下方，第一驱动机构用于驱动探测臂沿床体的长度方向运动。X射线管组件活动设置于下臂。第二驱动机构用于驱动X射线管组件在下臂上沿床体的宽度方向运动。主探测器活动设置于上臂，第三驱动机构用于驱动主探测器在上臂上沿床体的宽度方向运动。拓展了双能X射线骨密度仪的测量范围，使得双能X射线骨密度仪不仅能够用于测量外周骨的骨密度，还能用于测量中轴骨的骨密度。

Description

一种双能X射线骨密度仪及其工作方法

技术领域

本申请涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种双能X射线骨密度仪及其工作方法。

背景技术

骨密度测量仪是测定人体骨矿并获得各项相关数据的医疗检测仪器，骨密度测定仪测试的结果数据以T值为主，还包括Z值，骨密度，骨量等数据。

目前，定量CT，双能X线吸收测定法(DEXA)，超声波测定法，单光子吸收测定法，是能够测定骨密度的方式。其中双能X线吸收测定法以其无创、省时、辐射量小、精确性及敏感性高而优于其他方式，是世界卫生组织采用的骨密度金标准。具体的，双能X线骨密度仪是通过X射线管球经过一定的装置所获得两种能量、即低能和高能光子峰，此种光子峰穿透身体后，扫描系统将所接受的信号送至计算机进行数据处理，得出骨矿物质含量。该仪器的测量精确度高，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。

但是，目前我国双能X射线骨密度仪的国产化程度非常低，且测量范围较小，通常仅能用于进行外周骨的骨密度测量，故而有待改进。

发明内容

本发明主要目的是提供一种测量范围更大的双能X射线骨密度仪及其工作方法。

根据第一方面，一种实施例中提供一种双能X射线骨密度仪，包括：

床体，所述床体用于承载患者；

探测臂，所述探测臂活动设置于所述床体的一侧，所述探测臂包括上臂和下臂，所述上臂位于所述床体的上方，所述下臂位于所述床体的下方；

第一驱动机构，所述第一驱动机构用于驱动探测臂沿所述床体的长度方向运动；

X射线管组件，所述X射线管组件活动设置于所述下臂，所述X射线管组件能够朝向所述床体发射高能量和低能量的两种X射线；

第二驱动机构，所述第二驱动机构用于驱动所述X射线管组件在所述下臂上沿所述床体的宽度方向运动；

主探测器，所述主探测器活动设置于所述上臂，所述主探测器用于接收穿透患者后的X射线的信号并转发；

第三驱动机构，所述第三驱动机构用于驱动所述主探测器在所述上臂上沿所述床体的宽度方向运动；以及

处理器，所述处理器用于接收所述主探测器转发的信号，并根据接收到的信号计算出骨密度的相关数据。

一种实施例中，所述第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构均包括导向组件和驱动组件；所述第一驱动机构的导向组件沿所述床体的长度方向设置，所述第一驱动机构的驱动组件用于驱动所述探测臂在第一驱动结构的导向组件上运动；所述第二驱动机构的导向组件连接于所述下臂，且沿所述床体的宽度方向设置，所述第二驱动机构的驱动组件用于驱动所述X射线管组件在第二驱动机构的导向组件上运动；所述第三驱动机构的导向组件连接于所述上臂，且沿所述床体的宽度方向设置，所述第三驱动机构的驱动组件用于驱动所述主探测器在所述第三驱动机构的导向组件上运动。

一种实施例中，所述第一驱动机构的导向组件包括第一滑轨、第一滑块、第二滑轨和第二滑块；所述第一驱动机构的驱动组件包括第一电机、第一主动带轮、第一从动带轮和第一传动带；所述第一滑轨和第二滑轨沿所述床体的长度方向设置，所述第一滑块与第一滑轨活动连接，且所述第一滑块连接于所述探测臂的底部；所述第二滑块与第二滑轨滑动连接，且所述第二滑块连接于所述探测臂的中部；所述第一主动带轮和第一从动带轮分别位于第一滑轨的两端，所述第一电机的输出轴与所述第一主动带轮连接，所述第一传动带将第一主动带轮和第一从动带轮连接，所述探测臂与所述第一传动带连接。

一种实施例中，所述第二驱动机构的导向组件包括第一轨道和第一滚轮，所述第二驱动机构的驱动组件包括第二电机、第二主动带轮、第二从动带轮和第二传动带；所述第一轨道沿所述床体的宽度方向设置，所述第一滚轮活动设置在所述第一轨道上，所述X射线管组件与所述第一滚轮的一侧连接；所述第二主动带轮和第二从动带轮分别位于所述第一轨道的两端，所述第二电机的输出轴与所述第二主动带轮连接，所述第二传动带将第二主动带轮与第二从动带轮连接，所述第二传动带与第一滚轮的另一侧连接。

一种实施例中，所述第三驱动机构的导向组件包括第二轨道和第二滚轮，所述第三驱动机构的驱动组件包括第三电机、第三主动带轮、第三从动带轮和第三传动带；所述第二轨道沿所述床体的宽度方向设置，所述第二滚轮活动设置在所述第二轨道上，所述主探测器与所述第二滚轮的一侧连接；所述第三主动带轮和所述第三从动带轮分别位于所述第二轨道的两端，所述第三电机的输出轴与所述第三主动带轮连接，所述第三传动带将第三主动带轮与第三从动带轮连接，所述第三传动带与所述主探测器连接。

一种实施例中，还包括能量检测装置，所述能量检测装置位于所述床体的下方，且与X射线管组件连接，所述能量检测装置包括第一参考探测器和第二参考探测器，所述第一参考探测器用于探测低能量的X射线，所述第二参考探测器用于探测高能量的X射线。

一种实施例中，还包括束光器，所述束光器与所述能量检测装置连接，且位于X射线的发射路径上。

一种实施例中，还包括定位装置，所述定位装置包括激光定位器和校准模体，所述激光定位器设置在所述上臂上，所述校准模体放置在所述床体上，所述激光定位器用于发射定位激光到所述校准模体上。

一种实施例中，还包括附件，所述附件包括定位垫或绑带，所述定位垫放置在床体上，用于承载患者的腿部，所述绑带用于将患者的腿部与所述床体固定。

根据第二方面，一种实施例中提供一种双能X射线骨密度仪的工作方法，应用于如上述任一项所述的双能X射线骨密度仪；所述工作方法包括：

对床体上的患者进行双能X线吸收测定的扫描，扫描过程中通过X射线管组件向床体上的患者发射高能量和低能量的两种X射线；通过第一驱动机构驱动探测臂沿床体的长度方向运动，通过第二驱动机构驱动X射线管组件沿床体的宽度方向运动，通过第三驱动机构驱动主探测器沿床体的宽度方向运动，以增大扫描范围；

获取X射线扫描数据，通过主探测器接收穿透患者后的高能量和低能量的两种X射线的信号；

扫描数据处理，主探测器将获取的X射线扫描数据发送给处理器，处理器根据高能量和低能量的两种X射线穿过人体组织的衰减数据计算出骨密度的相关数据；

数据对比，处理器将计算出的数据与相应测量数据库内的数据进行对比，评估骨质疏松、骨裂缝或骨折的风险；

发布报告，发布测定的骨密度的相关数据和风险评估结果的报告。

依据上述实施例的双能X射线骨密度仪及其工作方法，该双能X射线骨密度仪包括床体、探测臂、第一驱动机构、X射线管组件、第二驱动机构、主探测器、第三驱动机构和处理器。床体用于承载患者，探测臂活动设置于床体的一侧，探测臂包括上臂和下臂，上臂位于床体的上方，下臂位于床体的下方，第一驱动机构用于驱动探测臂沿床体的长度方向运动。X射线管组件活动设置于下臂，X射线管组件能够朝向床体发射高能量和低能量的两种X射线。第二驱动机构用于驱动X射线管组件在下臂上沿床体的宽度方向运动。主探测器活动设置于上臂，主探测器用于接收穿透患者后的X射线的信号并转发，第三驱动机构用于驱动主探测器在上臂上沿床体的宽度方向运动。处理器用于接收主探测器转发的信号，并根据接收到的信号计算出骨密度的相关数据。由于探测臂可以沿床体的长度方向运动，X射线管组件和主探测器可以沿床体的宽度方向运动，从而拓展了双能X射线骨密度仪的测量范围，使得双能X射线骨密度仪不仅能够用于测量外周骨的骨密度，还能用于测量中轴骨的骨密度。

附图说明

图1为本申请一种实施例中双能X射线骨密度仪的结构示意图；

图2为本申请一种实施例中患者躺在设有定位垫的双能X射线骨密度仪上的示意图；

图3为本申请一种实施例中患者躺在双能X射线骨密度仪上的示意图；

图4为本申请一种实施例中双能X射线骨密度仪一视角的内部结构示意图；

图5为本申请一种实施例中双能X射线骨密度仪一视角的省略部分框架的内部结构示意图；

图6为本申请一种实施例中双能X射线骨密度仪另一视角的内部结构示意图；

图7为本申请一种实施例中双能X射线骨密度仪另一视角的省略部分框架内部结构示意图；

图8为本申请一种实施例中导轨和轴承滚轮的结构示意图；

图9为本申请一种实施例中双能X射线骨密度仪的结构简图；

图10为本申请一种实施例中双能X射线骨密度仪扫描时的结构示意图；

图11为本申请一种实施例中患者被绑带固定于床体的结构示意图；

图12为本申请一种实施例中双能X射线骨密度仪在复合扫描运动轨迹上运动的结构示意图；

图13为本申请一种实施例中双能X射线骨密度仪的复合扫描运动轨迹作用于人体的示意图；

图14为本申请一种实施例中双能X射线骨密度仪的复合扫描运动轨迹作用于中轴骨的示意图；

图15为本申请一种实施例中X射线管组件和主探测器的运动状态的示意图；

图16为本申请一种实施例中双能X射线骨密度仪进行校正的示意图；

图17为本申请一种实施例中双能X射线骨密度仪的上臂的内部结构示意图；

图18为本申请一种实施例中人体中轴骨、髋骨和外周骨的示意图；

图19为本申请一种实施例中双能X射线骨密度仪的线框图；

图20为本申请一种实施例中双能X射线骨密度仪的工作方法的示意图；

图21为本申请一种实施例中骨密度和样本数量的分布图；

附图标记：100、床体；200、探测臂；210、上臂；220、下臂；300、第一驱动机构；310、第一滑轨；320、第一滑块；330、第二滑轨；340、第二滑块；350、第一电机；360、第一主动带轮；370、第一从动带轮；380、第一传动带；390、导轨；3100、轴承滚轮；400、X射线管组件；500、第二驱动机构；510、第一轨道；520、第一滚轮；530、第二电机；540、第二主动带轮；550、第二从动带轮；560、第二传动带；570、第一连接板；600、主探测器；700、第三驱动机构；710、第二轨道；720、第二滚轮；730、第三电机；740、第三主动带轮；750、第三从动带轮；760、第三传动带；770、第二连接板；780、拖链；800、处理器；900、患者；910、中轴骨；920、髋骨；930、外周骨；1000、支撑装置；1010、脚轮；1100、能量检测装置；1110、第一参考探测器；1120、第二参考探测器；1200、束光器；1300、定位装置；1310、激光定位器；1320、校准模体；1400、附件；1410、定位垫；1420、绑带；1430、头枕；1500、高压电源；1600、外设；1700、控制面板；1800、电源控制板；1900、电机控制板；2000、运动罩壳。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

本实施例提供一种双能X射线骨密度仪。

请参考图1-21，该双能X射线骨密度仪包括床体100、探测臂200、第一驱动机构300、X射线管组件400、第二驱动机构500、主探测器600、第三驱动机构700和处理器800。

请参考图1-10，床体100用于承载患者900，探测臂200活动设置于床体100的一侧，探测臂200包括上臂210和下臂220，上臂210位于床体100的上方，下臂220位于床体100的下方，第一驱动机构300用于驱动探测臂200沿床体100的长度方向运动。X射线管组件400活动设置于下臂220，X射线管组件400能够朝向床体100发射高能量和低能量的两种X射线。第二驱动机构500用于驱动X射线管组件400在下臂220上沿床体100的宽度方向运动。主探测器600活动设置于上臂210，主探测器600用于接收穿透患者900后的X射线的信号并转发，第三驱动机构700用于驱动主探测器600在上臂210上沿床体100的宽度方向运动。处理器800用于接收主探测器600转发的信号，并根据接收到的信号计算出骨密度的相关数据。

由于探测臂200可以沿床体100的长度方向运动，X射线管组件400和主探测器600可以沿床体100的宽度方向运动，从而拓展了双能X射线骨密度仪的测量范围。请参考图18，使得双能X射线骨密度仪不仅能够用于测量外周骨930(例如，前臂、跟骨等等)的骨密度，还能用于测量中轴骨910(脊椎骨)和髋骨920的骨密度。请参考图1-7，需要说明的是，床体100的长度方向指的是患者900躺在床体100上时，从患者900头部向患者900脚部的方向。床体100的宽度方向指的是患者900躺在床体100上时，患者900两侧的肩部连线的方向。更具体地，请参考图6，床体100的长度方向为图6中Y轴所示的方向，床体100的宽度方向为图6中X轴所示的方向。

双能X射线的产生方式可分为脉冲电压方式、双能曝光方式、恒稳电压方式和双能探测器方式。请参考图1-7，在一种实施例中，主探测器600可以是线性双能非晶硅探测器，具有自动分频功能。X射线管组件400产生的脉冲式高低双能X线中，高能量的X射线为70kv，低能量的X射线为42kv，X射线管组件400的射线源为高频、小焦点的射线源。

请参考图1-7，在一种实施例中，第一驱动机构300、第二驱动机构500和第三驱动机构700均包括导向组件和驱动组件。第一驱动机构300的导向组件沿床体100的长度方向设置，第一驱动机构300的驱动组件用于驱动探测臂200在第一驱动结构的导向组件上运动。第二驱动机构500的导向组件连接于下臂220，且沿床体100的宽度方向设置，第二驱动机构500的驱动组件用于驱动X射线管组件400在第二驱动机构500的导向组件上运动。第三驱动机构700的导向组件连接于上臂210，且沿床体100的宽度方向设置，第三驱动机构700的驱动组件用于驱动主探测器600在第三驱动机构700的导向组件上运动。

通过驱动组件为探测臂200、X射线管组件400和主探测器600的运动提供动力，具体地，动力源可以选用电机，传动结构可以选用传动带结构或传动链结构等。通过导向组件引导探测臂200在床体100的长度方向上运动，引导X射线管组件400和主探测器600在床体100的宽度方向上运动。具体地，导向组件可以选用滑轨和滑块的配合结构、轨道和滚轮的配合结构或者导轨和轴承滚轮的配合结构等。

请参考图1-7，在一种实施例中，第一驱动机构300的导向组件包括第一滑轨310、第一滑块320、第二滑轨330和第二滑块340。第一驱动机构300的驱动组件包括第一电机350、第一主动带轮360、第一从动带轮370和第一传动带380。第一滑轨310和第二滑轨330沿床体100的长度方向设置，第一滑块320与第一滑轨310活动连接，且第一滑块320连接于探测臂200的底部。第二滑块340与第二滑轨330滑动连接，且第二滑块340连接于探测臂200的中部。第一主动带轮360和第一从动带轮370分别位于第一滑轨310的两端，第一电机350的输出轴与第一主动带轮360连接，第一传动带380将第一主动带轮360和第一从动带轮370连接，探测臂200与第一传动带380连接。

当需要驱动探测臂200沿床体100的长度方向运动时，通过第一电机350驱动第一主动带轮360转动，带动第一传动带380和第一从动带轮370运动，进而通过第一传动带380带动探测臂200在第一滑轨310和第二滑轨330上运动。通过第一滑块320与第一滑轨310的配合，以及第二滑块340与第二滑轨330的配合，对探测臂200的运动起导向作用，从而通过第一电机350的正反转，就能实现探测臂200沿床体100的长度方向的往复运动。具体地，第一滑轨310与支撑装置1000的下部连接，第二滑轨330与床体100连接。

请参考图8，在另一种实施例中，也可以选用导轨390和轴承滚轮3100替换第二滑块340和第二滑轨330。具体地，结合图1-7，可以将导轨390与床体100连接，且导轨390沿床体100的长度方向设置。将轴承滚轮3100活动设置在导轨390上，且轴承滚轮3100与探测臂200连接。

请参考图10，在一种实施例中，双能X射线的扫描方式可分为笔形束扫描、扇形束扫描和锥形束扫描。以笔形束扫描为例进行说明，笔形束扫描的结果最精确，笔形束扫描可以划定人体投射部位感兴趣区域，例如，请参考图10，使用笔形束扫描可以仅对图10中所示阴影区的髋骨920或脊椎进行扫描。请参考图10，而扇形束扫描和锥形束扫描时，线束的形状如图10中的扇形线束或锥形线束所示。

请参考图12-15，在一种实施例中，探测臂200沿Y轴所示方向运动，且X射线管组件400和主探测器600沿X轴方向进行同步的往复运动，从而形成不断转折并直线行走的复杂的复合扫描运动轨迹。

请参考图1-7，在一种实施例中，双能X射线骨密度仪还包括运动罩壳2000，运动罩壳2000与床体100连接，并罩住探测臂200的下部，用以保护探测臂200的运动路径不易被其他物体阻碍。

请参考图1-7，在一种实施例中，双能X射线骨密度仪还包括支撑装置1000，支撑装置1000连接于床体100的下部，支撑装置1000用于支撑床体100。具体地，支撑装置1000和床体100可以采用框架结构，优选钣金折弯、焊接校形的低成本框架结构，需要对框架结构的重点连接部位进行铣平，同时需要在框架结构上钣金折弯沟槽，以便于走线，框架结构的外部可以包覆壳体。具体地，探测臂200的下臂220可以设置在支撑装置1000内部，双能X射线骨密度仪的其他电子部件也可以设置在支撑装置1000的内部，例如，高压电源1500、电源控制板1800、电机控制板1900等可以设置在支撑装置1000的内部。高压电源1500与X射线管组件400电连接，电源控制板1800与高压电源1500电连接，电机控制板1900与电机电连接。可选地，请参考图1-7，支撑装置1000的底部具有脚轮1010，脚轮1010可以选用带地刹的脚轮。

请参考图4-7，在一种实施例中，第二驱动机构500的导向组件包括第一轨道510和第一滚轮520，第二驱动机构500的驱动组件包括第二电机530、第二主动带轮540、第二从动带轮550和第二传动带560。第一轨道510沿床体100的宽度方向设置，第一滚轮520活动设置在第一轨道510上，X射线管组件400与第一滚轮520的一侧连接。第二主动带轮540和第二从动带轮550分别位于第一轨道510的两端，第二电机530的输出轴与第二主动带轮540连接，第二传动带560将第二主动带轮540与第二从动带轮550连接，第二传动带560与第一滚轮520的另一侧连接。

当需要驱动X射线管组件400沿床体100的宽度方向运动时，通过第二电机530驱动第二主动带轮540转动，带动第二传动带560和第二从动带轮550运动，进而通过第二传动带560带动X射线管组件400沿第一轨道510运动。通过第一滚轮520与第一轨道510的配合，对X射线管组件400的运动起导向作用，从而通过第二电机530的正反转，就能实现X射线管组件400沿床体100的宽度方向的往复运动。具体地，第二驱动机构500还包括第一连接板570，第一连接板570将第一滚轮520远离X射线管组件400的一侧与第二传动带560连接。

请参考图4-7，在一种实施例中，第三驱动机构700的导向组件包括第二轨道710和第二滚轮720，第三驱动机构700的驱动组件包括第三电机730、第三主动带轮740、第三从动带轮750和第三传动带760。第二轨道710沿床体100的宽度方向设置，第二滚轮720活动设置在第二轨道710上，主探测器600与第二滚轮720的一侧连接。第三主动带轮740和第三从动带轮750分别位于第二轨道710的两端，第三电机730的输出轴与第三主动带轮740连接，第三传动带760将第三主动带轮740与第三从动带轮750连接，第三传动带760与主探测器600连接。

当需要驱动主探测器600沿床体100的宽度方向运动时，通过第三电机730驱动第三主动带轮740转动，带动第三传动带760和第三从动带轮750运动，进而带动主探测器600沿第二轨道710运动。通过第二滚轮720与第二轨道710的配合，对主探测器600的运动起导向作用，从而通过第三电机730的正反转，就能实现主探测器600沿床体100的宽度方向的往复运动。具体地，第三传动机构还包括第二连接板770和拖链780，拖链780用于保护电子部件的线缆不被拉断，通过第二连接板770将第二滚轮720远离主探测器600的一侧与主探测器600和拖链780连接。

请参考图4-9，在一种实施例中，双能X射线骨密度仪还包括能量检测装置1100，能量检测装置1100位于床体100的下方，且与X射线管组件400连接，请参考图9，能量检测装置1100包括第一参考探测器1110和第二参考探测器1120，第一参考探测器1110用于探测低能量的X射线，第二参考探测器1120用于探测高能量的X射线。

在工作过程中，通过第一参考探测器1110探测低能量的X射线，通过第二参考探测器1120探测高能量的X射线，可以获取两种X射线穿透人体组织前的数据参数，这些数据参数可以用于判断发射的X射线是否符合标准，以及用于后续的参数对比、参数计算等等。

请参考图4-9，在一种实施例中，双能X射线骨密度仪还包括束光器1200，束光器1200与能量检测装置1100连接，且位于X射线的发射路径上。束光器1200能够用于调节X射线的辐射区域，从而减少患者900辐射剂量和增强图像质量。

请参考图4-9，在一种实施例中，双能X射线骨密度仪还包括高压电源1500，高压电源1500与X射线管组件400电连接。

请参考图16和17，在一种实施例中，双能X射线骨密度仪还包括定位装置1300，定位装置1300包括激光定位器1310和校准模体1320，激光定位器1310设置在上臂210上，校准模体1320放置在床体100上，激光定位器1310用于发射定位激光到校准模体1320上。在进行校正时，首先在床体100上正确摆放校准模块，再通过激光定位器1310发射红色十字激光对正校准模块上的黑色十字。具体地，校准模块为校准用QA模体。

请参考图2和11，在一种实施例中，双能X射线骨密度仪还包括附件1400，附件1400包括定位垫1410或绑带1420，定位垫1410放置在床体100上，用于承载患者900的腿部，绑带1420用于将患者900的腿部与床体100固定。可以通过定位垫1410或者绑带1420帮助患者900实现在床体100上的定位，具体地，请参考图2，图2中通过定位垫1410承载患者900的腿部，从而帮助患者900实现在床体100上的定位。请参考图11，图11中通过绑带1420将患者900的腿部与床体100固定，从而帮助患者900实现在床体100上的定位。请参考图2，在一种实施例中，附件1400还可以包括头枕1430。

请参考图1-7，在一种实施例中，探测臂200的上臂210上设有控制面板1700。

请参考图1、9、10和19，在一种实施例中，双能X射线骨密度仪的处理器800可以是计算机，双能X射线骨密度仪还包括应用于计算机的外设1600，例如，鼠标、键盘、显示屏、打印机等。

请参考图1-7和19，在一种实施例中，双能X射线骨密度仪还包括电机控制器、电机驱动器、同步电路和校准电机，计算机与电机控制器电连接，电机控制器与电机驱动器电连接，用以实现对第一电机350、第二电机530和第三电机730的控制。同步电路与校准电机电连接，用以实现电机的同步运转。

另一方面，本实施例还提供一种双能X射线骨密度仪的工作方法。

请参考图1-7、20和21,该工作方法包括对床体100上的患者900进行双能X线吸收测定的扫描，扫描过程中通过X射线管组件400向床体100上的患者900发射高能量和低能量的两种X射线。通过第一驱动机构300驱动探测臂200沿床体100的长度方向运动，通过第二驱动机构500驱动X射线管组件400沿床体100的宽度方向运动，通过第三驱动机构700驱动主探测器600沿床体100的宽度方向运动，以增大扫描范围。

获取X射线扫描数据，通过主探测器600接收穿透患者900后的高能量和低能量的两种X射线的信号。

扫描数据处理，主探测器600将获取的X射线扫描数据发送给处理器800，处理器800根据高能量和低能量的两种X射线穿过人体组织的衰减数据计算出骨密度的相关数据。

数据对比，处理器800将计算出的数据与相应测量数据库内的数据进行对比，评估骨质疏松、骨裂缝或骨折的风险。具体地，数据库内可以具有相应国家、年龄段的各种骨密度相关数据，例如，请参考图21，可以具有骨密度和样本数量的分布图。

发布报告，发布测定的骨密度的相关数据和风险评估结果的报告。

具体地，计算出的数据参数包括：骨矿物含量(英文简称：BMC(g))、骨密度(英文简称：BMD(g/cm2))、T值和Z值。适用于所有医院领域普查筛查(尤其是骨科医院重点检查)。

其中，T值＝测得的骨密度-正常人群平均骨密度峰值/正常人群平均骨密度的标准差。

Z值＝测得的骨密度-同龄人群平均骨密度值/同龄人群平均骨密度的标准差。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种双能X射线骨密度仪,其特征在于，包括：

床体，所述床体用于承载患者；

探测臂，所述探测臂活动设置于所述床体的一侧，所述探测臂包括上臂和下臂，所述上臂位于所述床体的上方，所述下臂位于所述床体的下方；

第一驱动机构，所述第一驱动机构用于驱动探测臂沿所述床体的长度方向运动；

X射线管组件，所述X射线管组件活动设置于所述下臂，所述X射线管组件能够朝向所述床体发射高能量和低能量的两种X射线；

第二驱动机构，所述第二驱动机构用于驱动所述X射线管组件在所述下臂上沿所述床体的宽度方向运动；

主探测器，所述主探测器活动设置于所述上臂，所述主探测器用于接收穿透患者后的X射线的信号并转发；

第三驱动机构，所述第三驱动机构用于驱动所述主探测器在所述上臂上沿所述床体的宽度方向运动；以及

处理器，所述处理器用于接收所述主探测器转发的信号，并根据接收到的信号计算出骨密度的相关数据。

2.如权利要求1所述的双能X射线骨密度仪，其特征在于，所述第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构均包括导向组件和驱动组件；所述第一驱动机构的导向组件沿所述床体的长度方向设置，所述第一驱动机构的驱动组件用于驱动所述探测臂在第一驱动结构的导向组件上运动；所述第二驱动机构的导向组件连接于所述下臂，且沿所述床体的宽度方向设置，所述第二驱动机构的驱动组件用于驱动所述X射线管组件在第二驱动机构的导向组件上运动；所述第三驱动机构的导向组件连接于所述上臂，且沿所述床体的宽度方向设置，所述第三驱动机构的驱动组件用于驱动所述主探测器在所述第三驱动机构的导向组件上运动。

3.如权利要求2所述的双能X射线骨密度仪，其特征在于，所述第一驱动机构的导向组件包括第一滑轨、第一滑块、第二滑轨和第二滑块；所述第一驱动机构的驱动组件包括第一电机、第一主动带轮、第一从动带轮和第一传动带；所述第一滑轨和第二滑轨沿所述床体的长度方向设置，所述第一滑块与第一滑轨活动连接，且所述第一滑块连接于所述探测臂的底部；所述第二滑块与第二滑轨滑动连接，且所述第二滑块连接于所述探测臂的中部；所述第一主动带轮和第一从动带轮分别位于第一滑轨的两端，所述第一电机的输出轴与所述第一主动带轮连接，所述第一传动带将第一主动带轮和第一从动带轮连接，所述探测臂与所述第一传动带连接。

4.如权利要求2所述的双能X射线骨密度仪，其特征在于，所述第二驱动机构的导向组件包括第一轨道和第一滚轮，所述第二驱动机构的驱动组件包括第二电机、第二主动带轮、第二从动带轮和第二传动带；所述第一轨道沿所述床体的宽度方向设置，所述第一滚轮活动设置在所述第一轨道上，所述X射线管组件与所述第一滚轮的一侧连接；所述第二主动带轮和第二从动带轮分别位于所述第一轨道的两端，所述第二电机的输出轴与所述第二主动带轮连接，所述第二传动带将第二主动带轮与第二从动带轮连接，所述第二传动带与第一滚轮的另一侧连接。

5.如权利要求2所述的双能X射线骨密度仪，其特征在于，所述第三驱动机构的导向组件包括第二轨道和第二滚轮，所述第三驱动机构的驱动组件包括第三电机、第三主动带轮、第三从动带轮和第三传动带；所述第二轨道沿所述床体的宽度方向设置，所述第二滚轮活动设置在所述第二轨道上，所述主探测器与所述第二滚轮的一侧连接；所述第三主动带轮和所述第三从动带轮分别位于所述第二轨道的两端，所述第三电机的输出轴与所述第三主动带轮连接，所述第三传动带将第三主动带轮与第三从动带轮连接，所述第三传动带与所述主探测器连接。

6.如权利要求1-5任一项所述的双能X射线骨密度仪，其特征在于，还包括能量检测装置，所述能量检测装置位于所述床体的下方，且与X射线管组件连接，所述能量检测装置包括第一参考探测器和第二参考探测器，所述第一参考探测器用于探测低能量的X射线，所述第二参考探测器用于探测高能量的X射线。

7.如权利要求6所述的双能X射线骨密度仪，其特征在于，还包括束光器，所述束光器与所述能量检测装置连接，且位于X射线的发射路径上。

8.如权利要求1-5任一项所述的双能X射线骨密度仪，其特征在于，还包括定位装置，所述定位装置包括激光定位器和校准模体，所述激光定位器设置在所述上臂上，所述校准模体放置在所述床体上，所述激光定位器用于发射定位激光到所述校准模体上。

9.如权利要求1-5任一项所述的双能X射线骨密度仪，其特征在于，还包括附件，所述附件包括定位垫或绑带，所述定位垫放置在床体上，用于承载患者的腿部，所述绑带用于将患者的腿部与所述床体固定。

10.一种双能X射线骨密度仪的工作方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9任一项所述的双能X射线骨密度仪；所述工作方法包括：

对床体上的患者进行双能X线吸收测定的扫描，扫描过程中通过X射线管组件向床体上的患者发射高能量和低能量的两种X射线；通过第一驱动机构驱动探测臂沿床体的长度方向运动，通过第二驱动机构驱动X射线管组件沿床体的宽度方向运动，通过第三驱动机构驱动主探测器沿床体的宽度方向运动，以增大扫描范围；

获取X射线扫描数据，通过主探测器接收穿透患者后的高能量和低能量的两种X射线的信号；

扫描数据处理，主探测器将获取的X射线扫描数据发送给处理器，处理器根据高能量和低能量的两种X射线穿过人体组织的衰减数据计算出骨密度的相关数据；

数据对比，处理器将计算出的数据与相应测量数据库内的数据进行对比，评估骨质疏松、骨裂缝或骨折的风险；

发布报告，发布测定的骨密度的相关数据和风险评估结果的报告。

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