DE2123170A1

DE2123170A1 - Densitometer

Info

Publication number: DE2123170A1
Application number: DE19712123170
Authority: DE
Inventors: Bo Malmo Nilsson (Schweden)
Original assignee: INSTRUMENTA AB
Current assignee: INSTRUMENTA AB
Priority date: 1970-05-12
Filing date: 1971-05-11
Publication date: 1971-12-02
Also published as: SE340006B; NL174396C; NL7106543A; BE803066Q; GB1316041A; NL174396B; FR2091448A5

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Densitometer zur Messung des Prozentsatzes an Mineral in einem Skelettabschnitt, beispielsweise in einem Arm, und dieses Densitometer umfaßt
eine Strahlungsquelle und einen Detektor für die Messung der Strahlungsmenge, die den genannten Abschnitt bei der Prüfung durchdringt.The present invention relates to a densitometer for measuring the percentage of mineral in a skeletal section such as an arm, and comprises the densitometer
a radiation source and a detector for measuring the amount of radiation which penetrates said section during the test.

Das Densitometer nach der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle so ausgebildet ist, daß sie einen dünnen Strahl emittiert, der so angeordnet ist, daß er quer und in Beziehung zu dem zu prüfenden AbschnittThe densitometer according to the present invention is characterized in that the radiation source is designed so that it emits a thin beam which is arranged to be transverse and in relation to the section to be tested

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für eine Messung mehrerer Werte bewegbar ist, und daß Einrichtungen zum Ausgleichen oder Kompensieren des Einflusses der Teile ι wie beispielsweise weicher Teile von Fleisch, Blut, Fett usw., die nicht der Messung unterworfen werden sollen, vorgesehen sind.is movable for a measurement of several values, and that facilities to balance or compensate for the influence of the parts ι such as soft parts of meat, Blood, fat, etc., which are not to be subjected to the measurement, are provided.

Die Erfindung liefert eine einfache Apparatur, mit Hilfe derer die Mineralmenge in einem Knochen direkt am Patienten gemessen werden kann, wobei gleichzeitig eine Kompensation der Weichteile, die den Knochen umgeben, erfolgt. Mit Hilfe geeigneter elektronischeipEinrichtungen können die gemessenen Werte direkt in der Form numerischer Werte oder Kurven abgelesen werden. Die mechanischen Einrichtungen können in diesem Fall einfach abgewandelt und an eine elektronische Vorrichtung anpaßbar gemacht werden, die man normalerweise in Krankenhäusern und ähnlichen Forschungszentren findet.The invention provides a simple apparatus by means of which the amount of mineral in a bone directly on the patient can be measured, with a compensation of the soft tissues that surround the bone at the same time. With the help of suitable electronic devices the measured values can be read directly in the form of numerical values or curves. The mechanical facilities can in this case simply be modified and made adaptable to an electronic device, the usually found in hospitals and similar research centers.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung, die eine bevorzugte Aus-With reference to the drawing which shows a preferred embodiment

führungsform des Anmeldungsgegenstandes betrifft, wird die Erfindung weiter erläutert.management form of the registration subject is concerned, the Invention further explained.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm, während Fig. 2 eine Ausführungsform des Anmeldungsgegenstandes in perspektivischer Darstellung zeigt, wie er in dex· Praxis ausgebildet ist.Fig. 1 shows a schematic block diagram while Fig. 2 shows an embodiment of the subject of the application in The perspective view shows how it is designed in DEX practice.

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In Fig. 1 ist die Meßvorridhfcung als Ganzes mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Die Vorrichtung umfaßt in der Hauptsache eine Strahlungsquelle 2 und einen Detektor 3· Zwischen diesen sind Halterungsteile k vorgesehen, in denen beispielsweise ein Arm befestigt werden kann. Die Halterungsteile h sind stationär angebracht, während die Strahlungsquelle 2 und der Detektor 3· so angeordnet sind,- daß sie quer zu dem befestigten Teil bewegt werden können. Diese Bewegung erfolgt mit Hilfe eines Motors 5· Der De- ■ tektor wird mit Strom hoher Spannung aus einer Hochspannungsquelle 6 gespeist.In Fig. 1, the measuring device as a whole is provided with the reference number 1. The device mainly comprises a radiation source 2 and a detector 3. Between these, mounting parts k are provided, in which, for example, an arm can be attached. The mounting parts h are mounted in a stationary manner, while the radiation source 2 and the detector 3 are arranged in such a way that they can be moved transversely to the mounted part. This movement takes place with the aid of a motor 5 · The detector is fed with high voltage current from a high voltage source 6.

Die Strahlungsquelle 2 ist vorzugsweise eine kleine Menge Americium 241 oder Jod 125. Die Strahlurgsmenge, die von der Strahlungsquelle 2 ausgesendet wird, durchdringt das befestigte Teil. In diesem Verfahren absorbieren Mineralien einen Teil der Strahlungsmenge. Die Menge} die das geprüfte Teil durchdringen, werden durch den Strahlungsdetektor 3 abgefühlt. Durch nicht gezeigte Verstärker wird das Ergebnis auf einen Analysator 7 übertragen. Von hier kann das Ergebnis entweder zu einem analogen Ratenmeßgerät 8 mit einem Aufzeichner 9 überführt werden, der das Ergebnis direkt in der Form von Kurven aufzeichnet. Statt dessen kann das Ergebnis auch zu einem digitalen Ratenmeßgerät 10 mit einem Aufzeichner 11 übertragen werden, der das Ergebnis in der Form von Zahlen aufzeichnet, die leicht von der die Anlage bedienenden Person analysiert werden können.The radiation source 2 is preferably a small amount Americium 241 or Iodine 125. The amount of Strahlurgs produced by the radiation source 2 is emitted, penetrates the fixed part. In this process, minerals absorb part of the amount of radiation. The amount} the that penetrate the tested part, are sensed by the radiation detector 3. By amplifiers not shown the result is transmitted to an analyzer 7. From here the result can either be converted to an analog Rate measuring device 8 can be transferred to a recorder 9 which records the result directly in the form of curves. Instead, the result can also be sent to a digital rate meter 10 are transmitted with a recorder 11, which records the result in the form of numbers that can be easily analyzed by the person operating the system can be.

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In Fig. 2 ist entsprechend eine Vorrichtung nach der Erfindung gezeigt, wie sie in der Praxis ausgebildet ist Auch in dieser Figur besitzt die Vorrichtung als ganze das Bezugszeichen 1. Wie in Fig. 1 werden auch hier das Bezugszeichen 3 für den Detektor und das Bezugszeichen k für die Haiterungseinrichtung und das Bez/^ugszeichen 5 für den Antriebsmotor verwendet. Der Detektor 3 ist mit Hilfe eines Balkens 12 aufgehängt, der seinerseits an Pfeilern 13 befestigt ist. Die Pfeiler I3 sind an änem unteren Balken 1*l· befestigt, der mit Hilfe von Schlitten I5 entlang den Stäben 16 verschiebbar gelagert 1st. Von zwei identischen Schlitten 15 ist lediglich einer in der Figur gezeigt. Der Balken Ik ist mit der Strahlungsquelle 3 verbunden, die jedoch in der Figur 2 nicht gezeigt ist. Auf diese Weise wird die Strahlungsquelle zusammen mit dem Detektor 3 verschoben, wenn der Versuch durchgeführt wird.In FIG. 2, a device according to the invention is shown as it is designed in practice. In this figure, the device as a whole has the reference number 1. As in FIG k used for the Haiterungseinrichtung and the Bez / ^ ugszeichen 5 for the drive motor. The detector 3 is suspended by means of a beam 12 which in turn is attached to pillars 13. The pillars I3 are attached to a lower beam 1 * l · which is mounted displaceably along the rods 16 with the aid of slides I5. Only one of two identical carriages 15 is shown in the figure. The bar Ik is connected to the radiation source 3, which, however, is not shown in FIG. In this way the radiation source is shifted together with the detector 3 when the experiment is carried out.

Wenn der Versuch durchgeführt wird, wird ein Arm 17 in einer Mulde 18 mit Hilfe eines Befestigungsgurtes 1° befestigt. Die Mulde 18 ist zu der Sträihxngsquelle hin ausgerichtet, reicht aber nicht bis zu dieser hin. Um den Teil des Armes, der der Messung unterzogen werden soll, ist eine Manschette 20 befestigt, die beispielsweise aus Gummi bestehen kann und mit einer Flüssigkeit gefüllt ist. Die Füllöffnung der Manschette ist bei 21 gezeigt. Diese Öffnung ist mit Hilfe einer gewöhnlichen Schlauchklemme 22 verschlossen. Die Manschette ist zusammen mitWhen the experiment is performed, an arm is 17 in a trough 18 fastened 1 ° with the aid of a fastening strap. The trough 18 is towards the strand source aligned, but does not extend to this. To get the part of the arm to be measured, a cuff 20 is attached, which can for example consist of rubber and filled with a liquid is. The fill port of the cuff is shown at 21. This opening is with the help of an ordinary hose clamp 22 locked. The cuff is together with

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dem darin gehalterten Arm zwischen einer oberen Platte 23 und' einer unteren nicht gezeigten Platte, die planparallel zu der oberen Platte angeordnet ist, befestigt. Die Platte 23 besteht vorzugsweise aus einem transparenten Kunststoffmaterial und kam mit einem eingeprägten linearen oder schachbrettartigen Muster versehen sein, um die Einstellung bei der Prüfung zu erleichtern. Die Platte 23 ist in einen Halter Zk geklemmt, der auf Stäben 25 verschiebbar gelagert ist. Der Halter 2k ist mit Hilfe eines Handrads 26 in der Feststä-lposition verankert» Um den zu prüfenden Teil fester in einer genau erwünschten Lage zu fixieren₈ ist ein Handgriff 27 vorgesehen, der von der Hand 28 ergriffen werden soll. Dieser Handgriff 27 kann in verschiedenen Positionen eingestellt und in diesen Positionen mit Hilfe des Handrades 29 verankert werden.the arm held therein between an upper plate 23 and a lower plate, not shown, which is arranged plane-parallel to the upper plate. The plate 23 is preferably made of a transparent plastic material and can be provided with an embossed linear or checkerboard pattern in order to facilitate the adjustment during the test. The plate 23 is clamped in a holder Zk which is slidably mounted on rods 25. The holder 2k is anchored by means of a hand wheel 26 in the Feststä-lposition "For the test item solid in a precisely desired location to fix ₈ a handle 27 is provided to be gripped by the hand 28th This handle 27 can be set in various positions and anchored in these positions with the aid of the handwheel 29.

Von dem Motor 5 ist lediglich das Außengehäuse und eine kurze Getriebeeinstelleinrichtung 30 gezeigt. Mit Hilfe dieser Getriebeeinstelleinrichtung 30 kann die Geschwindigkeit variiert werden. Gleichzeitig kann die Einstelleinrichtung dazu dienen, den Motor anzustellen. Der Motor erhält seinen Strom durch eine Leitung 31· Mit dem Detektor 3 ist eine Leitung 32 verbunden, die teils dazu dienen kann, den erforderlichen Strom von hoher Spannung zuzuführen, und teils dazu dient, die gemessenen Werte zu der in Fig. 1 gezeigten Analysiereinrichtung zu überführen.Of the motor 5 is only the outer housing and one short gear adjuster 30 shown. With the help of this gear setting device 30, the speed can be varied. At the same time, the setting device can be used to start the motor. The motor receives its current through a line 31 · With the detector 3, a line 32 is connected, some of which are used for this purpose can supply the required current of high voltage, and partly serves to match the measured values to the in Fig. 1 shown analyzer to transfer.

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Wenn die Vorrichtung verwendet werden soll, wird beispielsweise ein Arm in der in Fig. 2 gezeigten Weise befestigt. In diesem Fall werden zunächst die Balken 12 und Ik zusammen mit der Strahlungsquelle 2 und dem Detektor 3 in die in der Figur am weitestens links gelegene Endlage bewegt. Der Motor wird eingeschaltet_t worauf er bewirkt, daß der Detektor und die Strahlungsquelle sich quer zu dem Arm bewegen und gleichzeitig eine große Znhl von Testergebnissen gemessen wird. Diese gemessenen Testergebnisse werden dann W erneut überführt, wie schematisch in Fig. 1 gezeigt ist und wie oben beschrieben wurde.For example, when the device is to be used, an arm is attached as shown in FIG. In this case, the bars 12 and Ik are first moved together with the radiation source 2 and the detector 3 into the end position located furthest to the left in the figure. The motor is switch t _t whereupon it causes the detector and the radiation source transversely move toward the arm and at the same time a large measured Znhl of test results. These measured test results are then transferred again to W , as shown schematically in FIG. 1 and as described above.

Wie erwähnt wurde, ist die Manschette ein Hilfsmittel, um den Einfluß der die Knochen umgebenden Weichteile auszugleichen oder zu kompensieren. Da die Weichteile verschiedene Widerstände gegen verschiedene Strahlungsmedien verursachey sollten unterschiedliche flüssige Lösungen ausgewählt werden, um die Manschette je nach der verwendeten k Strahlungsquelle zu füllen. Wenn beispielsweise Jod 125 als Strahlungsquelle verwendet wird, sollte die Manschette mit einer 4%igen Natriumchloridlösung geüillt werden. Wenn ein anderes radioaktives Isotop verwendet wird, wie beispielsweise Americium Zki, sollte der Prozentgehalt so verändert ,werden, daß man die bestmöglichen Ergebnisse erzielt.As mentioned, the cuff is an aid to balance or compensate for the influence of the soft tissues surrounding the bones. Since the soft tissues cause different resistance to different radiation media, different liquid solutions should be selected to fill the cuff depending on the radiation source used. For example, if iodine 125 is used as the radiation source, the cuff should be filled with a 4% sodium chloride solution. If another radioactive isotope is used, such as americium Zki , the percentage should be changed to get the best results.

Ein Vorteil der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist die Tatsache, daß eine sehr schwache StrahlungsquelleAn advantage of the device according to the present invention is the fact that it has a very weak radiation source

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verwendet werden kann. In diesem Fall besteht jedoch die Gefahr äußerer Störungen, wie beispielsweise von phosphoreszierenden Uhren oder dergleichen. Aus diesem Grund ist der Detektor von einer dünnen Bleischicht umgeben, die alle Hintergrundsstrahlung ausschaltet.can be used. In this case, however, there is a risk of external interference, such as phosphorescent Clocks or the like. Because of this, the detector is surrounded by a thin layer of lead, all of which Background radiation switches off.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht nur auf di-e obige Ausführungsform beschränkt, sondern kann innerhalb des Erfindungsgedankens abgewandelt werden. Wenn beispielsweise · die Vorrichtung für die Messung anderer Körperteile als von Armen verwendet werden soll, kann der Handgriff 27 gegen ein geeigneteres Anschlagteil ausgetauscht werden. Auch kann der Rest der Teile der Vorrichtung natürlich hinsichtlich der Form innerhalb weiter Grenzen variiert werden. Prinzipiell erreicht man das gleiche Ziel auch, wenn der Detektor und die Strahlungsquelle stationär befestigt sind und der Motor statt dessen so angeordnet ist, daß er die Halterungeteile h zusammen aijk der Mulde 18 bewegt*The invention is of course not limited to the above embodiment, but can be modified within the inventive concept. If, for example, the device is to be used for measuring body parts other than arms, the handle 27 can be exchanged for a more suitable stop part. The shape of the rest of the parts of the device can of course also be varied within wide limits. In principle, the same goal can also be achieved if the detector and the radiation source are fixed in a stationary manner and the motor is instead arranged in such a way that it moves the mounting parts h together aijk the trough 18 *

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Claims

-r--r-

Claims

1 »J Densitometer for measuring the mineral percentage in a skeletal section, e.g. an arm, with a radiation source and a detector for measuring the amount of radiation penetrating the section to be tested, characterized in that the radiation source (2) is designed so that it emits a thin beam the one to measure

u. relative to this ^ several values transversely to the Ab ε clinit t / to be tested movable

is, and that a device is provided that the influence of the parts, such as the soft parts of meat, blood j fat, etc., which are not included in the measurement should be balanced or compensated.

2. Densitometer according to claim 1, characterized in that the compensating or compensating device is an annular, sleeve-like part (20) which is filled with a liquid and is held together with the W part to be tested between two plane-parallel surfaces.

3 · Densitometer according to claims 1 and 2, characterized by devices (h _t 18, 19) for fastening the part to be tested and by devices (5) for simultaneous displacement of the radiation source (2) and the detector (3) in such a way that these two parts always lie on one side of the part to be tested (17).

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H. Densitometer according to Claim 3, characterized in that the radiation source (2) is a radioactive isotope, preferably americium 2 ^ 1 or iodine 125.

5. densitometer according to claim 1 to 4, characterized in that the compensating or compensating part (20) is filled with a saline solution that has essentially the same radiation resistance as the material, for which compensation is desired, such as a four percent sodium chloride solution when using iodine 125 as a radiation source.

6. densitometer according to claim 3i, characterized in that that the device for fastening the part to be tested is a trough (18), preferably with straps (19) or similar fastening devices and which is directed towards the radiation source (2).

7 · Densitometer according to claim 6, characterized in that that on the opposite side of the radiation source (2) with respect to the trough (18) eti handle (27) or a corresponding anchor device is provided, with the help of which the tested part (17) in a precise position Is fixable longitudinally.

8. densitometer according to claim 2, characterized in that the plane-parallel surfaces are opposite to each other

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lowing sides of two plane-parallel plates (23) Plastic or other material with low radiation resistance are, wherein one of these plates is arranged displaceably in the direction of the second plate.

9. densitometer according to claim 1 to 8 _f, characterized in that the detector (3) is a scintillation detector, which is connected on the one hand to a high-voltage power source (6)

uid on the other hand with an amplifier such as "a photomultiplier, the latter

in turn with a digital counter (1O) and an associated one Recorder (11) or with an analog rate measuring device (8) is connected, which with the help of a recorder (9) directly records curves of the measured amount.

10. Densitometer according to claim 9 »characterized in that the detector (3) with a radiation protection layer,

k, for example made of lead, is coated, which has the influence

a background radiation prevented.

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