DE69104756T2 - Verfahren zur Feststellung des Massenanteils eines Target- materials mit Hilfe eines mehrkanaligen Röntgen-Bildsensors. - Google Patents

Verfahren zur Feststellung des Massenanteils eines Target- materials mit Hilfe eines mehrkanaligen Röntgen-Bildsensors.

Info

Publication number
DE69104756T2
DE69104756T2 DE69104756T DE69104756T DE69104756T2 DE 69104756 T2 DE69104756 T2 DE 69104756T2 DE 69104756 T DE69104756 T DE 69104756T DE 69104756 T DE69104756 T DE 69104756T DE 69104756 T2 DE69104756 T2 DE 69104756T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ray
filter device
rays
image sensor
detection devices
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69104756T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69104756D1 (de
Inventor
Sueki Baba
Kouichi Ohmori
Tetsuro Ohtsuchi
Hiroshi Tsutsui
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of DE69104756D1 publication Critical patent/DE69104756D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69104756T2 publication Critical patent/DE69104756T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05GX-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/08Electrical details
    • H05G1/26Measuring, controlling or protecting
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feststellung des Massenanteils eines in einem zu untersuchenden Objekt enthaltenen Targetmaterials, wobei das Target aus einem Material besteht, das einen Röntgenabsorptionskoeffizienten hat, der sich von demjenigen anderer Teile des Objekts unterscheidet.
  • Eine Röntgenprüfeinrichtung zur Messung der Masse eines Targetmaterials mittels Röntgenstrahlen nutzt das Phänomen, daß bei der Bestrahlung eines Objekts mit zwei Arten von Röntgenstrahlen unterschiedlicher Energie der Röntgenabsorptionskoeffizient des Targetmaterials von der Art des Materials und von der Energie der Röntgenstrahlung abhängig ist. Wenn beispielsweise ein Objekt, das aus den Materialien A und B besteht, mit Röntgenstrahlen hoher und niedriger Energie bestrahlt wird, wird die Durchdringungsstärke Il1 bzw. Ih1 der Röntgenstrahlen niedriger bzw. hoher Energie wie folgt angegeben:
  • Il1 = Il0 exp (-ula aTa - ulb bTb) (1)
  • Ih1 = Ih0 exp (-uha aTa - uhb bTb) (2)
  • wobei Il0 und Ih0 die Intensität der Röntgenstrahlen niedriger bzw. hoher Energie bezeichnen, ula und uha die Massenabschwächungskoeffizienten des Materials A für die Röntgenstrahlen niedriger bzw. hoher Energie bezeichnen, ulb und uhb die Massenabschwächungskoeffizienten des Materials B bezeichnen, a und b die Dichte des Materials A bzw. B bezeichnen und Ta und Tb die Dicke des Materials A bzw. des Materials B bezeichnen.
  • Aus den beiden Gleichungen (1) und (2) wird nachfolgende Gleichung abgeleitet:
  • Tb x b = (In (Il0/Il1) x uha - In (Ih0/Ih1) x ula}/(uhaulb - uhbula) (3)
  • Nach der Gleichung erhält man das Produkt aus der Dicke Tb und der Dichte b des Materials B, also die Masse des Materials, durch Messen von Il1 und Ih1. Die Materialien A und B können beispielsweise bei der Knochenmineralanalyse menschliches Weichteilgewebe bzw. Knochengewebe sein. In diesem Fall erhält man nach Gleichung (3) die Menge des Knochengewebes (Tb x b) durch Messen der Durchdringungsstärke Il1 bzw. Ih1 der Röntgenstrahlen niedriger bzw. hoher Energie.
  • Bei der vorgenannten Analyse mittels Röntgenstrahlen unterschiedlicher Energie ist jedoch das Phänomen der sog. Strahlhärtung (beam hardening) unvermeidlich. Dieses Phänomen basiert im wesentlichen auf der Energieverteilung der von einer Röntgenquelle abgestrahlten Strahlung. Die Absorption einer Röntgenstrahlung mit einer Energieverteilung nimmt mit abnehmender Energie und zunehmender Dicke des Targetmaterials zu, so daß beim Durchdringen des Targetmaterials die Anteile niedrigerer Energie weitaus stärker abgeschwächt werden als die Anteile höherer Energie. Aus diesem Grund verschiebt sich nach der Durchdringung die effektive Energie der Röntgenstrahlung zur Seite höherer Energie verglichen mit dem Zustand vor der Durchdringung.
  • Dieses Strahlhärtungsphänomen hat Einfluß auf die Massenabschwächungskoeffizienten uha, uhb, ula und ulb, da diese von der Energie der hindurchtretenden Röntgenstrahlung abhängig sind. Die mittels Gleichung (3) erhaltene Masse ist somit nicht exakt.
  • Aus der US-A 4 029 963 ist ein Röntgenabbildungssystem mit spektraler Zerlegung mit einem Röntgen-Bildsensor zum Auffangen eines durch ein Objekt hindurchgetretenen polychromen Röntgenstrahls bekannt. Der Sensor weist mehrere linear angeordnete Detektoren auf, von denen jeder ein zur Stärke der aufgefangenen Strahlung proportional es elektrisches Signal abgibt. Diese Signale werden in einem Computer verarbeitet, um Signale zu erhalten, die von der atomaren Ordnungszahl und von der Dichte abhängig sind.
  • Aus einem Artikel in "Physics in Medicine and Biology", 1985, Vol. 30, No. 11, S. 1251-1256 ist eine Filtereinrichtung zur Korrektur des Strahlhärtungseffekts bekannt. Die Filtereinrichtung besteht aus Aluminium mit abgestuftem Querschnitt. Vor der Messung eines Targetmaterials muß durch Messung des Filters bei unterschiedlichen Bedingungen der Kalibrierungskoeffizient gemessen werden.
  • Aus der EP-A 168 090 ist ein Gerät zur Bestimmung der Energie von Röntgenstrahlen bekannt, bei dem in der Nähe eines Schlitzdiaphragmas im Strahlengang zwischen der Strahlungsquelle und der Detektorröhre ein Filter eingebaut ist. Das Filter hat eine Sperrwirkung auf Röntgenstrahlung mit relativ niedriger Energie.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Feststellung des Massenanteils eines in einem zu untersuchenden Objekt enthaltenen Targetmaterials zur Verfügung zu stellen, bei dem das Strahlhärtungsphänomen korrigiert wird. Damit ist es möglich, unabhängig von der Dicke des Targets die exakte Masse des Targetmaterials zu bestimmen.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Feststellung des Massenanteils eines in einem zu untersuchenden Objekt enthaltenen Targetmaterials zur Verfügung gestellt, wobei das Target aus einem Material hergestellt ist, welches einen anderen Röntgenabsorptionskoeffizienten hat als ein anderer Teil des Objekts, und wobei das Verfahren umfaßt: Generieren von mindestens zwei Arten Röntgenstrahlung mit voneinander unterschiedlicher Energie mit Hilfe eines Röntgengenerators und Einstrahlen der generierten Röntgenstrahlung auf das Objekt; Auffangen von durch das Objekt geleiteter Röntgenstrahlung mit einem Vielkanal-Röntgenbildsensor, der mehrere linear ausgerichtete und eine Einheit bildende Röntgen-Detektionseinrichtungen aufweist, von denen jede ein elektrisches Signal abgibt, welches proportional zur Intensität der aufgefangenen Röntgenstrahung ist, und mit einer Filtereinrichtung, die so zwischen dem Objekt und dem Vielkanal-Röntgenbildsensor angeordnet ist, daß einige der mehreren Röntgen-Detektionseinrichtungen abgedeckt sind, so daß während der Messung des Targetmaterials die nur durch den Teil hindurchgetretene Röntgenstrahlung von Röntgen-Detektionseinrichtungen detektiert wird, die von der F4iltereinrichtung abgedeckt sind, und daß sowohl durch den Teil als auch durch das Target hindurchgetretene Röntgenstrahlung von Röntgen-Detektionseinrichtungen detektiert werden, die von der Filtereinrichtung nicht abgedeckt sind, wobei die Filtereinrichtung ein plattenförmiges Teil mit vorgegebener Dicke aufweist, welches aus einem Material hergestellt ist, das einen Röntgen-Absorptionskoeffizienten aufweist, der gleich groß ist wie der des zu untersuchenden Targetmaterials oder in dessen Nähe liegt; Berechnen eines Korrekturkoeffizienten mit Hilfe einer Datenverarbeitungsanlage unter Verwendung der Ausgangssignale der Röntgen-Detektionseinrichtungen, die von der Filtereinrichtung abgedeckt sind; Berechnen des Massenanteils des Targetmaterials mit Hilfe der Datenverarbeitungsanlage unter Verwendung der Ausgangssignale der Röntgen-Detektionseinrichtungen, die nicht von der Filtereinrichtung abgedeckt sind; und Korrigieren des berechneten Massenanteils mit Hilfe der Datenverarbeitungsanlage unter Verwendung des Korrekturkoeffizienten zum Erhalten des wirklichen Massenanteils des Targetmaterials.
  • Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Die genannten und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung anhand der bevorzugten Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich. In den Zeichnungen sind gleiche Teile jeweils mit demselben Bezugszeichen bezeichnet; es zeigen:
  • Fig. 1: den schematischen Aufbau einer Röntgenprüfvorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • Fig. 2: eine schematische perspektivische Darstellung der an einem Bett montierten Röntgenprüfvorrichtung, und
  • Fig. 3: eine Querschnittsansicht von Fig. 2.
  • Fig. 1 zeigt eine Röntgenprüfvorrichtung für die Analyse des Mineralgehalts von Knochengewebe 7, beispielsweise der Wirbelsäule eines menschlichen Körpers 8, der aus Knochengewebe 7 und Weichteilgewebe 9 besteht.
  • Unter dem menschlichen Körper 8 ist ein Röntgenbildsensor 3 angeordnet, der aus einer Einheit aus mehreren linear angeordneten Detektionseinrichtungen 3u und einem plattenförmigen Filter 4 besteht, welches so angeordnet ist, daß es einen Teil der linearen Anordnung abdeckt.
  • Über dem menschlichen Körper 8 ist ein Röntgengenerator 5, beispielsweise eine Kathodenstrahlröhre, angeordnet, der durch ein K-Kantenfilter 24 hindurch die erzeugte Röntgenstrahlung auf den menschlichen Körper 8 abstrahlt. Das K-Kantenfilter 24 besteht beispielsweise aus Nd und erlaubt den Durchtritt von zwei Arten von Röntgenstrahlen, die eine hohe bzw. eine niedrige Energie aufweisen. Wenn beispielsweise eine Spannung von 80 kV an die Röntgengeneratorröhre 5 angelegt wird, wird der menschliche Körper 8 durch das K- Kantenfilter 24 hindurch mit Röntgenstrahlen bestrahlt, deren effektive Energie 70 keV bzw. 43 keV beträgt.
  • Jede Detektionseinrichtung 3u der Einheit besteht aus einem CdTe-Impulszähler-Strahlungsdetektor mit vorgegebenem schmalem Detektionsbereich. Das entstehende Ausgangssignal wird von einem Vorverstärker 25 verstärkt und von einem Impulsamplituden-Diskriminator 26 nach Großsignalen und Kleinsignalen unterschieden, und die jeweilige Anzahl der unterschiedenen Groß- und Kleinsignale wird von einer Zählschaltung 27 gezählt. Das jeweilige Zählergebnis wird in eine Datenverarbeitungsanlage 28, beispielsweise einen Mikroprozessor, eingespeist, und die Datenverarbeitungsanlage 28 verarbeitet die eingespeisten Daten zur Ermittlung des Knochensalzes, wie im folgenden erläutert wird. Die Ergebnisse werden an der Anzeigeeinheit 29 angezeigt.
  • Die Intensitäten Ih0 bzw. Il0 der abgestrahlten hochenergetischen bzw. niederenergetischen Röntgenstrahlung werden zuvor vom Bildsensor 3 ohne den menschlichen Körper gemessen.
  • I. Berechnung des Korrekturkoeffizienten zur Korrektur des Einflusses des Strahlhärtungseffekts.
  • Die Intensität Ih1f bzw. Il1f der durch das Weichteilgewebe 9 und den Filter 4 hindurchgetretenen, hochenergetischen bzw. niederenergetischen Röntgenstrahlung wird von den vom Filter 4 abgedeckten Detektionseinrichtungen 3u erfaßt.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Filter 4 eine 1 cm starke Al- Platte. Der Massenabschwächungskoeffizient von Al ist 0,567 cm²/g bei einer Röntgenstrahlung von 40 keV und 0,203 cm²/g bei einer Röntgenstrahlung von 80 keV. Der Massenabschwächungskoeffizient von Knochen ist 0,512 cm²/g bei Röntgenstrahlung von 40 keV und 0,209 cm²/g bei Röntgenstrahlung von 80 keV.
  • Der scheinbare Massenanteil (Tf x f) des Filters 4 wird mit folgender Gleichung ermittelt:
  • Tf X f = {In (Il0/Il1f) x uha - In (Ih0/1h1f) x - ula}/(uhaulf - uhfula) (5)
  • wobei folgende Bedeutungen gegeben sind:
  • ula und ulf: Massenabschwächungskoeffizient von Weichteilgewebe bzw. Filter für Röntgenstrahlung niedriger Energie
  • uha und uhf: Massenabschwächungskoeffizient von Weichteilgewebe bzw. Filter für Röntgenstrahlung hoher Energie
  • a und f : Dichte von Weichteilgewebe bzw. Filter
  • Ta und Tf : Dicke von Weichteilgewebe bzw. Filter
  • Der ermittelte Massenanteil des Filters 4 weicht, wie oben ausgeführt, durch den Strahlhärtungseffekt vom tatsächlichen Wert ab. Da die Dichte und die Dicke des Filters 4 im voraus bekannt sind, läßt sich der tatsächliche Wert des Massenanteils des Filters 4 leicht errechnen.
  • Der Korrekturkoeffizient K&sub1; zur Kompensation des Strahlhärtungseffekts wird wie folgt ermittelt:
  • K&sub1; = Tf x f (tatsächlicher Wert)/Tf x f (gemessener Wert) (6)
  • II. Berechnung des Knochensalzes
  • Die Intensitäten Ih1b und Il1b der Röntgenstrahlung hoher bzw. niedriger Energie, die durch das Weichteilgewebe 9 und das Knochengewebe 7 hindurchgetreten ist, werden auch von den Detektionseinrichtungen 3u gemessen, die nicht vom Filter 4 abgedeckt sind.
  • Der scheinbare Massenanteil des Knochens 7, d.h. des Knochensalzes, wird mittels Gleichung (3) durch Einsetzen von Ilb und Ihlb für Ill und Ihl wie folgt ermittelt:
  • Tb x b = {In (Il0/Il1b) x uha - In (h0/Ih1b) x ul1}/(uhaulb - uhbula) (3')
  • Da der Massenanteil des Filters 4 so gewählt wird, daß er in etwa demjenigen des Knochengewebes 9 entspricht, wird der wahrscheinlichste Wert des Knochensalzes dadurch ermittelt, daß der gemessene Wert mit dem zuvor errechneten Korrekturkoeffizienten K&sub1; wie folgt korrigiert wird:
  • Tb x b (am wahrscheinlichsten) = K&sub1;xTbx b (gemessen) (7)
  • III. Empfindlichkeitskorrektur für die einzelnen Detektionseinrichtungen der Einheit
  • Vor der Messung des Knochensalzes wird die einzustrahlende Röntgenstrahlung von allen Detektionseinrichtungen der Einheit des Röntgenbildsensors ohne dazwischenliegenden menschlichen Körper und ohne Filter gemessen. Die Empfindlichkeit einer jeden Detektionseinrichtung 3u kann ausgehend von einem abweichenden Betrag des jeweils gemessenen Zählwerts von einem Mittelwert, den man durch Bildung des Mittelwerts aus allen gemessenen Zählwerten erhält, korrigiert werden.
  • Die so erhaltenen Korrekturkoeffizienten werden vorab an einer Dateneingabeeinrichtung 30, beispielsweise einer Tastatur, in die Datenverarbeitungsanlage 28 eingegeben.
  • Die von den einzelnen Detektionseinrichtungen ausgegebenen Zählwerte werden mit dem jeweiligen Korrekturkoeffizienten berichtigt, wodurch die Meßgenauigkeit ganz deutlich verbessert wird.
  • Obwohl bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform für das Filter 4 eine Al-Platte verwendet wird, kann für denselben Zweck auch ein dem Knochengewebe entsprechendes Material, beispielsweise Calciumcarbonat, Kaliumhydrogenphosphat, Kaliumiodid und dergleichen verwendet werden.
  • Ferner kann die Detektionseinrichtung der Einheit statt eines CdTe-Strahlungsdetektors auch ein Halbleiter-Strahlungsdetektor aus Si, Ge, GaAs und dergleichen, ein Szintillationszähler, ein Ionenkammerdetektor oder dergleichen sein.
  • Außerdem gibt es neben dem Verfahren mit K-Kantenfilter mehrere bekannte Möglichkeiten der Erzeugung von Röntgenstrahlung unterschiedlicher Energie.
  • Fig. 2 zeigt ein Beispiel des Knochensalzanalysengeräts.
  • Über einem Bett 37 ist eine Trägerbox 31 angeordnet, die in Längsrichtung 36 des Bettes 37 bewegt werden kann und von einer Antriebseinrichtung 35 angetrieben wird. Fig. 2 zeigt zwar keine bestimmte Antriebseinrichtung 35, jedoch kann zum Antrieb der Trägerbox 31 ein geeigneter bekannter Antriebsmechanismus, beispielsweise ein Linearmotor, verwendet werden.
  • Die Trägerbox 31 ist an ihrer Oberseite mit einem Röntgenbildsensor 3 versehen, der in Richtung der Breite des Bettes angeordnet ist und mit einem Antrieb 33 ausgestattet ist, mit dem das Filter 4 entlang des Röntgenbildsensors 3 bewegt werden kann.
  • Über das Bett 37 wird von einem an der Trägerbox 31 befestigten Arm 32 ein Röntgengenerator 5 gehalten, so daß der Röntgengenerator 5 zusammen mit dem Röntgenbildsensor 3 bewegt wird. Der Röntgengenerator 5 sorgt mit einem K- Kantenfilter 24 für die Erzeugung von Röntgenstrahlung hoher und niedriger Energie.
  • Vor der Messung des vorgenannten Salzes wird das Filter zu einer Position bewegt, bei der alle Detektionseinrichtungen der Einheit unverdeckt sind, um die Empfindlichkeit der einzelnen Detektionseinrichtungen zu bestimmen. Dafür wird ohne dazwischenliegenden menschlichen Körper Röntgenstrahlung hoher und niedriger Energie auf den Röntgenbildsensor 3 eingestrahlt, und die Ausgangssignale der einzelnen Detektionseinrichtungen werden als Zählwert angezeigt. Angenommen, Ili und Ihi sind Zählwerte der i-ten Detektionseinrichtung für die Röntgenstrahlung niedriger und hoher Energie und Il ave und Ih ave Mittelwerte aus allen Zählwerten Ili und Ihi, ergeben sich die Korrekturkoeffizienten K2li und K2hi der i-ten Detektionseinrichtung für die Röntgenstrahlung niedriger und hoher Energie wie folgt:
  • K2li = Ili/Il ave (8)
  • K2hi = Ihi/Ih ave (9)
  • Die Empfindlichkeit der jeweiligen Detektionseinrichtung wird mit den nach Gleichung (8) und (9) ermittelten Korrekturkoeffizienten berichtigt, d.h. der Ausgang der i-ten Detektionseinrichtung wird berichtigt, indem die Datenverarbeitungsanlage 28 K2li und K2hi verwendet. Die Berechnung der Mittelwerte und der Korrekturkoeffizienten erfolgt in der Datenverarbeitungsanlage 28, und die Rechenergebnisse werden dort gespeichert, um die Ausgangswerte der einzelnen Detektionseinrichtungen beim Messen des Knochensalzes zu berichtigen.
  • Zu Beginn der Messung wird ein menschlicher Körper auf das Bett 37 gelegt und das Filter 4 in eine Position bewegt, in der es einige der Detektionseinrichtungen abdeckt, die unter einem Teil des menschlichen Körpers liegen, der nur Weichteilgewebe aufweist. Danach wird der Röntgengenerator 5 zur Erzeugung der Röntgenstrahlung hoher und niedriger Energie eingeschaltet, und der Röntgenbildsensor 3 fängt die durch den menschlichen Körper 8 hindurchgetretenen Röntgenstrahlen auf.
  • Der wahrscheinlichste Wert des Knochensalzes wird vom Rechner 28 nach dem zu Fig. 1 erläuterten Verfahren errechnet. Zur Messung des Knochensalzes entlang eines Knochens wird mit dem Röntgenbildsensor 3 und dem Röntgengenerator 5 in Längsrichtung des Bettes 37 abgetastet, indem die Trägerbox 31 mittels der dafür vorgesehenen Antriebseinheit 35 bewegt wird.
  • Zu erwähnen ist, daß zeitliche Schwankungen der Intensität der Röntgenstrahlung mit der vorliegenden Erfindung ebenfalls kompensiert werden, da der Korrekturkoeffizient K&sub1; (der erhalten wird, indem man das Filter 4 bei jeder Messung verwendet) Einflüsse beinhaltet, die durch zeitliche Schwankungen bedingt sind.
  • Der schließlich ermittelte Wert für das Knochensalz ist also um den Strahlhärtungseffekt, die Empfindlichkeitsschwankungen der einzelnen Detektionseinrichtungen und die zeitliche Schwankung der Intensität der Röntgenstrahlung bereinigt und gibt den tatsächlichen Wert exakt an.
  • Bei der bevorzugten Ausführungsform wird die vorliegende Erfindung auf die Knochensalzanalyse angewendet; sie ist jedoch nicht auf diese Anwendungsform beschränkt und kann beispielsweise auch zur Messung des Kupfergehalts in einem Kunststoffmaterial verwendet werden. In diesem Fall ist das Filtermaterial Cu.

Claims (7)

1. Verfahren zum Untersuchen des Massenanteils eines in einem zu untersuchenden Objekt (8) enthaltenen Target-Materials (7), wobei das Target (7) aus einem Material hergestellt ist, welches einen anderen Röntgen-Absorptionskoeffizienten hat als ein anderer Teil (9) des Objekts (8), und wobei das Verfahren umfaßt:
Generieren von mindestens zwei Arten Röntgenstrahlung mit voneinander unterschiedlicher Energie mit Hilfe eines Röntgengenerators (5) und Einstrahlen der generierten Röntgenstrahlungen auf das Objekt (8);
Auffangen von durch das Objekt (8) geleiteter Röntgenstrahlung mit einem Vielkanal-Röntgenbildsensors (3), der mehrere linear ausgerichtete und eine Einheit bildende Röntgen-Detektionseinrichtungen (3u) aufweist, von denen jede ein elektrisches Signal abgibt, welches proportional zur Intensität der aufgefangenen Röntgenstrahlung ist, und mit einer Filtereinrichtung (4), die so zwischen dem Objekt (8) und dem Vielkanal-Röntgenbildsensor angeordnet ist, daß einige der mehreren Röntgen-Detektionseinrichtungen (3u) abgedeckt sind, so daß während der Messung des Target- Materials (7) die nur durch den Teil (9) hindurchgetretene Röntgenstrahlung von Röntgen-Detektionseinrichtungen (3u) detektiert wird, die von der Filtereinrichtung (4) abgedeckt sind, und daß sowohl durch den Teil (9) als auch durch das Target (7) hindurchgetretene Röntgenstrahlung (3u) detektiert werden, die von der Filtereinrichtung (4) nicht abgedeckt sind, wobei die Filtereinrichtung (4) ein plattenförmiges Teil mit vorgegebener Dicke aufweist, welches aus einem Material hergestellt ist, das einen Röntgen-Absorptionskoeffizienten aufweist, der gleich groß ist wie der des zu untersuchenden Target-Materials (7) oder in dessen Nähe liegt;
Berechnen eines Korrekturkoeffizienten (K&sub1;) mit Hilfe einer Datenverarbeitungsanlage (28) unter Verwendung der Ausgangssignale der Röntgen- Detektionseinrichtungen (3u), die von der Filtereinrichtung (4) abgedeckt sind;
Berechnen des Massenanteils des Target-Materials (7) mit Hilfe der Datenverarbeitungsanlage (28) unter Verwendung der Ausgangssignale der Röntgen-Detektionseinrichtungen (3u), die nicht von der Filtereinrichtung (4) abgedeckt sind; und
Korrigieren des berechneten Massenanteils mit Hilfe der Datenverarbeitungsanlage (28) unter Verwendung des Korrekturkoeffizienten (K&sub1;) zum Erhalten des wirklichen Massenanteils des Target-Materials (7).
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Filtereinrichtung (4) entlang der Ausrichtung der Einheit der Detektionseinrichtungen (4u) bewegbar ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Filtereinrichtung (4) aus einem Material hergestellt ist, welches einen Röntgen-Absorptionskoeffizienten aufweist, der gleich groß ist wie der eines biologischen Knochengewebes (7) oder in dessen Nähe liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Filtereinrichtung (4) relativ zum Vielkanal-Röntgenbildsensor (3) bewegt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Röntgengenerator (5) und der Röntgen-Bildsensor (3) von einem Träger (32) getragen werden und einander gegenüberstehen, und wobei der Träger (32) in mindestens einer Richtung bewegbar ist.
6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Filtereinrichtung (4) so bewegt wird, daß sie vor einer Untersuchungsmessung des Target-Materials (7) keinen Teil des Vielkanal-Röntgenbildsensors (3) bedeckt, um Daten bezüglich der Empfindlichkeiten der einzelnen Detektionseinrichtungen (3u) des Vielkanal-Röntgenbildsensors (3) zu erhalten.
7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Filtereinrichtung (4) aus einem Material hergestellt ist, welches einen Röntgen-Absorptionskoeffizienten aufweist, der gleich groß ist wie der des menschlichen Knochens (7) oder in dessen Nähe liegt.
DE69104756T 1990-03-22 1991-03-21 Verfahren zur Feststellung des Massenanteils eines Target- materials mit Hilfe eines mehrkanaligen Röntgen-Bildsensors. Expired - Fee Related DE69104756T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7521690 1990-03-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69104756D1 DE69104756D1 (de) 1994-12-01
DE69104756T2 true DE69104756T2 (de) 1995-06-01

Family

ID=13569799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69104756T Expired - Fee Related DE69104756T2 (de) 1990-03-22 1991-03-21 Verfahren zur Feststellung des Massenanteils eines Target- materials mit Hilfe eines mehrkanaligen Röntgen-Bildsensors.

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5177776A (de)
EP (1) EP0449113B1 (de)
DE (1) DE69104756T2 (de)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5841832A (en) * 1991-02-13 1998-11-24 Lunar Corporation Dual-energy x-ray detector providing spatial and temporal interpolation
FR2680460B1 (fr) * 1991-08-21 1999-08-20 Technomed Int Sa Procede et appareil de determination de la position exacte d'une cible a l'aide d'un dispositif de reception subdivise en une multiplicite d'elements discrets sensibles aux rayonnements.
US5247559A (en) * 1991-10-04 1993-09-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Substance quantitative analysis method
US5661773A (en) * 1992-03-19 1997-08-26 Wisconsin Alumni Research Foundation Interface for radiation therapy machine
US5341460A (en) * 1992-08-28 1994-08-23 General Electric Company Method and apparatus for producing a three-dimensional computerized tomography image of an object with improved conversion of cone beam data to radon data
US5305368A (en) * 1992-09-14 1994-04-19 Lunar Corporation Method and apparatus for piece-wise radiographic scanning
USRE36162E (en) * 1992-09-14 1999-03-23 Lunar Corporation Whole-body dual-energy bone densitometry using a narrow angle fan beam to cover the entire body in successive scans
DE69425762T2 (de) * 1993-06-09 2001-04-26 Wisconsin Alumni Research Foundation, Madison System zur Strahlungstherapie
EP0634671B1 (de) * 1993-07-06 1999-08-18 Sirona Dental Systems GmbH Zeilendetektor-Kamera für die Verwendung bei insbesondere zahnärztlichen Röntgendiagnostikgeräten
US5687211A (en) * 1993-11-22 1997-11-11 Hologic, Inc. Bone densitometry scanning system and method for selecting scan parametric values using x-ray thickness measurement
US6059455A (en) * 1993-11-22 2000-05-09 Hologic, Inc. Portable X-ray bone densitometry system
US5432834A (en) * 1993-11-22 1995-07-11 Hologic, Inc. Whole-body dual-energy bone densitometry using a narrow angle fan beam to cover the entire body in successive scans
US5838765A (en) * 1993-11-22 1998-11-17 Hologic, Inc. Whole-body x-ray bone densitometry using a narrow-angle fan beam, including variable fan beam displacement between scan passes
US5748705A (en) * 1993-11-22 1998-05-05 Hologic Inc. X-ray bone densitometry
US6217214B1 (en) 1993-11-22 2001-04-17 Hologic, Inc. X-ray bone densitometry apparatus
US5585603A (en) * 1993-12-23 1996-12-17 Design Systems, Inc. Method and system for weighing objects using X-rays
US5715820A (en) * 1995-06-06 1998-02-10 Hologic, Inc. X-ray bone densitometry using multiple pass scanning with image blending
US6215842B1 (en) * 1998-08-13 2001-04-10 Picker Int Inc Reduction of temporal variations in X-ray radiation
IT1320201B1 (it) * 2000-06-09 2003-11-26 Dylog Italia Spa Dispositivo di ispezione a raggi x per prodotti alimentari.
SE524380C2 (sv) * 2002-03-12 2004-08-03 Xcounter Ab Exponeringsstyrning i scannerbaserad detektering av joniserande strålning
CN101639453B (zh) * 2008-07-30 2011-12-14 中国科学院过程工程研究所 一种针对多相流动系统中ct射线硬化的校正方法
US8165266B2 (en) * 2009-09-10 2012-04-24 General Electric Company Transverse scanning bone densitometer and detector used in same
CN103560167B (zh) * 2013-10-17 2015-12-23 西北工业大学 条形阵列碲锌镉探测器的制备方法
JP6799917B2 (ja) * 2015-12-21 2020-12-16 浜松ホトニクス株式会社 放射線検出装置、放射線検査システム、及び、放射線検出装置の調整方法
CN106249273B (zh) * 2016-07-19 2019-09-27 西北核技术研究所 高灵敏度拼接式czt探测器的灵敏度标定方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3848130A (en) * 1973-06-25 1974-11-12 A Macovski Selective material x-ray imaging system
US4029963A (en) * 1976-07-30 1977-06-14 The Board Of Trustees Of Leland Stanford Junior University X-ray spectral decomposition imaging system
DE3008261C2 (de) * 1980-03-04 1988-05-05 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Röntgendiagnostikeinrichtung mit Mitteln zur Bildung eines Transparenzsignals
US4626688A (en) * 1982-11-26 1986-12-02 Barnes Gary T Split energy level radiation detection
NL8401946A (nl) * 1984-06-19 1986-01-16 Optische Ind De Oude Delft Nv Stelsel voor het detecteren van twee roentgenstralingsenergieen.
US4980904A (en) * 1985-11-15 1990-12-25 Picker International, Inc. Radiation imaging calibration
US4953192A (en) * 1986-04-14 1990-08-28 The University Of Rochester Scanning equalization radiography
US4947414A (en) * 1986-07-14 1990-08-07 Hologic, Inc. Bone densitometer
US5040199A (en) * 1986-07-14 1991-08-13 Hologic, Inc. Apparatus and method for analysis using x-rays
US4811373A (en) * 1986-07-14 1989-03-07 Hologic, Inc. Bone densitometer
US5033075A (en) * 1988-05-18 1991-07-16 Rad/Red Laboratories Inc. Radiation reduction filter for use in medical diagnosis

Also Published As

Publication number Publication date
US5177776A (en) 1993-01-05
EP0449113B1 (de) 1994-10-26
EP0449113A3 (en) 1992-02-12
DE69104756D1 (de) 1994-12-01
EP0449113A2 (de) 1991-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69104756T2 (de) Verfahren zur Feststellung des Massenanteils eines Target- materials mit Hilfe eines mehrkanaligen Röntgen-Bildsensors.
DE4214369C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Knochenmineraldichte und der Knochenstärke
DE69129008T2 (de) Röntgenstrahlentherapiesimulator
DE19710420C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Dicken dünner Schichten mittels Röntgenfluoreszenz
DE69033232T2 (de) Vorrichtung zur Messung des Kalziumgehaltes von Knochen
DE69013186T2 (de) Verfahren zur röntgenologischen Bildverarbeitung und photographisches Bildverarbeitungsgerät dafür.
DE69521613T2 (de) Methode zur bestimmung des dichteprofils eines scheibenförmigen materials
DE3517101C1 (de) Vorrichtung zur digitalen Subtraktions-Angiographie im Energiesubstraktions-Modus
DE3630651A1 (de) Verfahren zur zweidimensionalen compton-profil-abbildung
DE69319403T2 (de) Anordnung zur selektiven abbildung von materialen
DE68920187T2 (de) Apparat zur Messung der an einer Strahlungsquelle angelegten Spitzenspannung.
DE2702009A1 (de) Radiographisches geraet
DE2831038C2 (de) Strahlendiagnostikgerät für die Erzeugung von Schichtbildern
DE60018166T2 (de) Vorrichtung und verfahren zur untersuchung radioaktiver strahlungsquellen in einer probe
DE3023263C2 (de) Anordnung zur Ermittlung der inneren Struktur eines Körpers mittels monoenergetischer Strahlung
DE2520539B2 (de) Tomographisches Gerät
DE2924423C2 (de)
DE3300406C2 (de)
EP0217464B1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Fotoschwächung in einem Bereich eines Untersuchungskörpers und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
WO1998058244A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur messung der bildgebenden dosis im rahmen der aufnahme eines strahlungsbildes eines objekts
DE3037169C2 (de)
DE2413136A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der masse und des schwerpunkts eines gegenstands
EP0352423B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Texturanalyse
DE69620869T2 (de) Verfahren und gerät zum messen des mineralgehaltes in den knochen eines skelettes
DE3638325C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee