ITMI20010845A1

ITMI20010845A1 - APPARATUS AND METHOD FOR BONE MINERALOMETRY

Info

Publication number: ITMI20010845A1
Application number: IT2001MI000845A
Authority: IT
Inventors: Leonardo Pepe
Original assignee: L Acn L Accessorio Nucleare S
Priority date: 2001-04-20
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2002-10-20
Also published as: ITMI20010845A0

Description

Descrizione dell 'invenzione avente per titolo: Description of the invention entitled:

“APPARECCHIATURA E METODO PER MINERALOMETRIA OSSEA’ "EQUIPMENT AND METHOD FOR BONE MINERALOMETRY '

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce ad un’apparecchiatura e ad un metodo per mineralometria ossea computerizzata (MOC). The present invention refers to an apparatus and a method for computerized bone mineralometry (MOC).

La mineralometria ossea si basa sulla misura del contenuto di minerali nelle ossa di un paziente con Tobbiettivo di valutare la densità ossea per un’eventuale diagnosi di osteoporosi. Bone mineralometry is based on the measurement of the mineral content in the bones of a patient with the goal of assessing bone density for a possible diagnosis of osteoporosis.

Attualmente sono noti due sistemi di mineralometria ossea: il primo basato sull’uso dei raggi X e il secondo basato sull’uso degli ultrasuoni. Currently, two systems of bone mineralometry are known: the first based on the use of X-rays and the second based on the use of ultrasound.

La tecnica di mineralometria ossea a raggi X si basa sulla legge di assorbimento dei raggi X da parte del calcio contenuto nell’osso ed è utilizzata su ossa quali quelli della colonna vertebrale, del femore e dell’avambraccio. L’esame viene eseguito tramite la scansione di un’area di interesse R.O.I. (Region Of Interest), mediante un fascio di raggi X opportunamente collimati e rilevati da un rilevatore. The X-ray bone mineralometry technique is based on the law of absorption of X-rays by the calcium contained in the bone and is used on bones such as those of the spine, femur and forearm. The examination is performed by scanning an area of interest R.O.I. (Region Of Interest), by means of a beam of X-rays suitably collimated and detected by a detector.

In seguito, con riferimento alla Fig. 1, viene descritta un’apparecchiatura per mineralometria ossea a raggi X, secondo la tecnica nota, in cui la R.O.I. è rappresentata dalla colonna lombale. Below, with reference to Fig. 1, an X-ray bone mineralometry apparatus is described, according to the known technique, in which the R.O.I. it is represented by the lumbar spine.

L’apparecchiatura a raggi X comprende un gruppo emettitore di raggi X 110 e un gruppo ricevitore o rilevatore di raggi X 120 disposti rispettivamente al di sotto e al di sopra di un lettino orizzontale 101 destinato ad accogliere un paziente 100 in posizione distesa. The X-ray equipment comprises an X-ray emitter unit 110 and an X-ray receiver or detector unit 120 arranged respectively below and above a horizontal bed 101 intended to accommodate a patient 100 in a lying position.

Il gruppo emettitore 110 comprende una vasca riempita di olio di raffreddamento 111 contenuta in un monoblocco 117 rivestito da uno schermo di piombo 118. The emitter assembly 110 comprises a tank filled with cooling oil 111 contained in a monoblock 117 covered with a lead screen 118.

Immerso nell’olio di raffreddamento si trova un tubo radiogeno o sorgente radiante 112 che emette un fascio di raggi X (ad una tensione di circa 86 kV). Sopra il tubo radiogeno 112, nel monoblocco 117, è previsto un filtro di Samario 113 che filtra il fascio emesso dal tubo radiogeno 112 e lo trasforma in un fascio a due energie, la più bassa delle quali è riferita alla riga caratteristica del Samario posta a 37 keV. Immersed in the cooling oil is an X-ray tube or radiant source 112 that emits a beam of X-rays (at a voltage of about 86 kV). Above the x-ray tube 112, in the monobloc 117, there is a Samarium filter 113 which filters the beam emitted by the x-ray tube 112 and transforms it into a two-energy beam, the lowest of which refers to the characteristic line of the Samarium placed at 37 keV.

Sopra il filtro di Samario 113 è posizionato un collimatore 114 che prevede un foro di collimazione 115 che fuoriesce dallo schermo in piombo 118. Il foro di collimazione 115 è atto a collimare il fascio di raggi X a due energie uscente dal filtro di Samario 113. A collimator 114 is positioned above the Samarium filter 113 which provides a collimation hole 115 which protrudes from the lead screen 118. The collimation hole 115 is suitable for collimating the two-energy X-ray beam exiting the Samarium filter 113.

Conseguentemente dal foro di collimazione 115 esce un fascio di raggi X 116 collimato e a due energie, comunemente detto Pencil Beam (fascio a matita). Consequently, a collimated two-energy X-ray beam 116, commonly known as Pencil Beam, exits from the collimation hole 115.

Il gruppo rilevatore 120 comprende uno scintillatore o rilevatore a cristallo con fotomoltiplicatore 121 e un preamplificatore 122 montati su un braccio mobile 123 atto a consentire il movimento su due assi secondo una particolare traiettoria mostrata in 124 per effettuare una scansione multiriga per la ricostruzione delTimmagine. The detector assembly 120 comprises a scintillator or crystal detector with photomultiplier 121 and a preamplifier 122 mounted on a movable arm 123 adapted to allow movement on two axes according to a particular trajectory shown at 124 to perform a multi-line scan for image reconstruction.

Anche il gruppo emettitore 110, durante la scansione delle R.O.I., deve muoversi in fase al gruppo rilevatore 120, in modo che lo scintillatore 121 si mantenga coassiale rispetto al foro collimatore 115 del gruppo emettitore 110. Also the emitter assembly 110, during the scanning of the R.O.I., must move in phase with the detector assembly 120, so that the scintillator 121 remains coaxial with respect to the collimator hole 115 of the emitter assembly 110.

Lo scintillatore 121 acquisisce i fotoni che attraversano le R.O.I. e li trasforma in impulsi elettrici aventi un’altezza proporzionale all’energia di emissione. Il preamplificatore 122 amplifica il segnale rilevato dallo scintillatore e lo invia ad un gruppo di elaborazione per l’elaborazione dei dati rilevati. The scintillator 121 acquires the photons that pass through the R.O.I. and transforms them into electrical impulses having a height proportional to the emission energy. The preamplifier 122 amplifies the signal detected by the scintillator and sends it to a processing group for processing the detected data.

Dai dati rilevati si ricava la densità di minerale contenuto nell’osso BMD (Bone Minerai Density) che è il parametro principale sulla valutazione di calcio nell’osso. La BMD si ricava secondo la seguente formula: From the data collected, the density of mineral contained in the bone BMD (Bone Minerai Density) is obtained, which is the main parameter on the evaluation of calcium in the bone. The BMD is obtained according to the following formula:

Il risultato della BMD ottenuto viene confrontato con valori di normalità acquisiti su una popolazione “universale” e dall’analisi del BMD viene redatto il referto medico. Infatti, valori bassi di BMD indicano una tendenza del paziente all’ osteoporosi, e suggeriscono di conseguenza eventuali indicazioni terapeutiche. The BMD result obtained is compared with normality values acquired on a "universal" population and the medical report is drawn up from the BMD analysis. In fact, low BMD values indicate a patient's tendency to osteoporosis, and consequently suggest any therapeutic indications.

Nel seguito viene descritto il sistema di mineralometria ossea ad ultrasuoni. La tecnica ad ultrasuoni si basa sulla misura della velocità di trasmissione e dell’attenuazione del suono all’ interno dell’osso, e viene utilizzata soprattutto sull’osso del calcagno. The ultrasound bone mineralometry system is described below. The ultrasound technique is based on the measurement of the transmission speed and attenuation of sound within the bone, and is mainly used on the heel bone.

Il segnale sonoro ad ultrasuoni viene emesso da una sonda trasmittente e ricevuto dalla parte opposta dell’osso da una sonda ricevente. Dall’analisi del segnale ricevuto si ricavano i seguenti parametri: The ultrasound sound signal is emitted by a transmitting probe and received on the opposite side of the bone by a receiving probe. The following parameters are obtained from the analysis of the received signal:

BUA (Broadband Ultrasonic Attenuation) attenuazione ultrasonica a banda larga; BUA (Broadband Ultrasonic Attenuation) broadband ultrasonic attenuation;

SOS (Speed of Sound) Velocità del suono. SOS (Speed of Sound) Speed of sound.

Rispetto alla MOC a raggi X che dà un’indicazione diretta del contenuto di calcio nell’osso, la MOC ad ultrasuoni dà un’indicazione sullo stato di porosità ed elasticità dell’osso. La MOC ad ultrasuoni è quindi una misura indiretta della densità dell’osso e del suo contenuto di calcio e può essere considerata, a tutti gli effetti, una misura complementare alla MOC a raggi X. Compared to the X-ray MOC which gives a direct indication of the calcium content in the bone, the ultrasound MOC gives an indication of the porosity and elasticity of the bone. The ultrasound MOC is therefore an indirect measure of bone density and its calcium content and can be considered, to all intents and purposes, a complementary measure to the X-ray MOC.

Attualmente esistono sul mercato apparecchiature per MOC a raggi X ed apparecchiature per MOC ad ultrasuoni. Conseguentemente un paziente a rischio di osteoporosi, in conformità alle sue esigenze e alla disponibilità del centro medico viene indirizzato verso una macchina per MOC a raggi X o verso una macchina per MOC ad ultrasuoni. There are currently X-ray MOC equipment and ultrasonic MOC equipment on the market. Consequently, a patient at risk of osteoporosis, in accordance with his needs and the availability of the medical center, is directed to an X-ray MOC machine or to an ultrasound MOC machine.

Sia le macchine per MOC a raggi X che quelle per MOC ad ultrasuoni comportano degli inconvenienti. Infatti in ciascuna macchina viene effettuata una sola misura, mediante raggi X o mediante ultrasuoni, che non può essere confrontata con altre misure a scapito della sua precisione e ripetibilità. Both X-ray and ultrasonic MOC machines have drawbacks. In fact, in each machine only one measurement is carried out, by means of X-rays or by ultrasounds, which cannot be compared with other measurements to the detriment of its accuracy and repeatability.

Scopo della presente invenzione è di fornire un’apparecchiatura e un metodo per mineralometria ossea che risolvano gli inconvenienti della tecnica nota e siano in grado di fornire una buona affidabilità, precisione, e ripetibilità della misura. The purpose of the present invention is to provide an apparatus and a method for bone mineralometry that solve the drawbacks of the known art and are able to provide good reliability, precision, and repeatability of the measurement.

Altro scopo della presente invenzione è di fornire un’apparecchiatura e un metodo per mineralometria ossea che siano in grado di fornire più misure confrontabili tra loro. Another purpose of the present invention is to provide an equipment and a method for bone mineralometry that are able to provide multiple comparable measurements.

Altro scopo ancora della presente invenzione è di fornire una tale apparecchiatura per mineralometria ossea che sia efficiente, versatile, e poco ingombrante. Still another object of the present invention is to provide such an apparatus for bone mineralometry which is efficient, versatile and not bulky.

Questi scopi sono raggiunti in accordo all’invenzione con l’apparecchiatura secondo la rivendicazione indipendente 1 e con il metodo secondo la rivendicazione indipendente 7. These purposes are achieved in accordance with the invention with the apparatus according to independent claim 1 and with the method according to independent claim 7.

Realizzazioni vantaggiose dell’invenzione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti. Advantageous embodiments of the invention appear from the dependent claims.

L’apparecchiatura per mineralometria ossea secondo l’invenzione comprende un emettitore di raggi X accoppiato ad un ricevitore di raggi X ed un emettitore di ultrasuoni accoppiato ad un ricevitore di ultrasuoni. In questo modo si possono effettuare analisi di mineralometria ossea sia con tecnica di misura a raggi X che con tecnica di misura ad ultrasuoni. The apparatus for bone mineralometry according to the invention comprises an X-ray emitter coupled to an X-ray receiver and an ultrasound emitter coupled to an ultrasound receiver. In this way it is possible to carry out bone mineralometry analyzes both with X-ray measurement techniques and with ultrasound measurement techniques.

Con la tecnica di misura a raggi X si può rilevare un punto di spessore minimo dell’osso nella regione di interesse analizzata. Quindi con la tecnica ad ultrasuoni si effettua la mineralometria nel punto di spessore minimo di osso precedentemente individuato. Infine si confrontano le misure effettuate con la tecnica a raggi X con quelle effettuate con la tecnica ad ultrasuoni in modo da avere ima buona precisione ed attendibilità della misura. With the X-ray measurement technique, a point of minimum bone thickness can be detected in the analyzed region of interest. Then with the ultrasound technique the mineralometry is carried out in the previously identified point of minimum thickness of bone. Finally, the measurements made with the X-ray technique are compared with those made with the ultrasound technique in order to have a good precision and reliability of the measurement.

Ulteriori caratteristiche dell’invenzione appariranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita ad una sua forma puramente esemplificativa e quindi non limitativa di realizzazione, illustrata nei disegni annessi, in cui: Further features of the invention will appear clearer from the detailed description that follows, referring to a purely exemplary and therefore non-limiting embodiment, illustrated in the attached drawings, in which:

la Fig. 1 è una vista schematica illustrante un’apparecchiatura per mineralometria ossea a raggi X secondo la tecnica nota; Fig. 1 is a schematic view illustrating an apparatus for X-ray bone mineralometry according to the known technique;

la Fig. 2 è una vista schematica, illustrante un’apparecchiatura per mineralometria ossea secondo l’invenzione; Fig. 2 is a schematic view, illustrating an apparatus for bone mineralometry according to the invention;

la Fig. 3 è una vista frontale, parzialmente in sezione, illustrante schematicamente l’apparecchiatura per mineralometria ossea secondo l’invenzione; Fig. 3 is a front view, partially in section, schematically illustrating the apparatus for bone mineralometry according to the invention;

la Fig. 4 è una vista in alzato laterale, parzialmente in sezione, dell’apparecchiatura per mineralometria ossea di Fig. 3; Fig. 4 is a side elevation view, partially in section, of the apparatus for bone mineralometry of Fig. 3;

la Fig. 5 è una vista in sezione secondo il piano di sezione V-V di Fig. 3; la Fig. 6 è una vista in sezione secondo il piano di sezione VI- VI di Fig. 3; la Fig. 7 è uno schema a blocchi illustrante alcuni componenti dell’apparecchiatura per mineralometria ossea secondo l’invenzione. Fig. 5 is a sectional view according to the section plane V-V of Fig. 3; Fig. 6 is a section view according to the section plane VI-VI of Fig. 3; Fig. 7 is a block diagram illustrating some components of the bone mineralometry apparatus according to the invention.

Con l’ausilio delle Figure viene descritta un’apparecchiatura per mineralometria ossea computerizzata (M.O.C.), secondo l’invenzione, indicata nel suo complesso con il numero di riferimento 1. With the aid of the Figures, an apparatus for computerized bone mineralometry (M.O.C.) is described, according to the invention, indicated as a whole with the reference number 1.

Nel seguito si farà specifico riferimento ad un’apparecchiatura per M.O.C. particolarmente atta ad essere impiegata per misure sull’osso del calcagno, fermo restando che l’invenzione si estende ad una tale apparecchiatura atta ad effettuare misure anche in altre parti del corpo del paziente. Specific reference will be made below to equipment for M.O.C. particularly suitable to be used for measurements on the heel bone, it being understood that the invention extends to such an equipment capable of carrying out measurements also in other parts of the patient's body.

In Fig. 1 è illustrata schematicamente un’apparecchiatura 1 per M.O.C. secondo l’invenzione. L’apparecchiatura 1 comprende un telaio 2 avente una forma in sezione trasversale sostanzialmente ad U. Il telaio 2 comprende un primo spallamento di supporto 3 contrapposto ad un secondo spallamento di supporto 4. Fig. 1 schematically illustrates an apparatus 1 for M.O.C. according to the invention. The apparatus 1 comprises a frame 2 having a substantially U-shaped cross-sectional shape. The frame 2 comprises a first support shoulder 3 opposed to a second support shoulder 4.

Il primo spallamento 3 supporta un gruppo emettitore di raggi X 10 e una sonda emettitrice di ultrasuoni 30 ed il secondo spallamento supporta un gruppo ricevitore o rivelatore di raggi X 20 e una sonda di ricezione o rilevazione di ultrasuoni 3 1. The first shoulder 3 supports an X-ray emitter assembly 10 and an ultrasound emitting probe 30 and the second shoulder supports an X-ray receiver or detector assembly 20 and an ultrasound reception or detection probe 3 1.

I due spallamenti sono disposti ad una distanza tale da consentire l inserimento tra essi di un calcagno 5, in modo da poter effettuare una MOC sull’osso del calcagno. The two shoulders are arranged at a distance such as to allow the insertion of a heel 5 between them, so as to be able to perform a MOC on the heel bone.

Con riferimento alle Figg. 3 - 6, viene descritta in maggiore dettaglio l’apparecchiatura 1 per MOC secondo l’invenzione. With reference to Figs. 3 - 6, the equipment 1 for MOC according to the invention is described in greater detail.

L’apparecchiatura 1 comprende una scatola 40 di forma sostanzialmente parallelepipeda. La scatola 40 è supportata anteriormente da due piedi 41 di stazionamento e posteriormente da due ruote 42 di trascinamento. Nella parete posteriore della scatola 40 è fissato un maniglione 43 di trascinamento avente sostanzialmente una forma a T. The apparatus 1 comprises a box 40 with a substantially parallelepiped shape. The box 40 is supported at the front by two parking feet 41 and at the rear by two driving wheels 42. Fixed in the rear wall of the box 40 is a dragging handle 43 substantially having a T-shape.

Tra la parete di fondo 40’ e la parete superiore 40” della scatola 40 sono montati quattro montanti filettati o viti 43 (Fig. 4), disposti ai quattro angoli della parte di fondo 40’ ed ortogonali ad essa. Sulle quattro viti 43 si impegnano rispettive chiocciole 44 che supportano un piano di spostamento verticale 45 che prevede quattro fori entro i quali passano le quattro viti 43. In questo modo il piano di spostamento verticale 45 può traslare verticalmente nella direzione dell’asse Y, supportato dalle quattro chiocciole 44. Four threaded uprights or screws 43 (Fig. 4) are mounted between the bottom wall 40 'and the top wall 40 ”of the box 40, arranged at the four corners of the bottom part 40' and perpendicular to it. Respective nuts 44 are engaged on the four screws 43 which support a vertical displacement plane 45 which provides four holes through which the four screws 43 pass. In this way the vertical displacement plane 45 can translate vertically in the direction of the Y axis, supported from the four snails 44.

Sul piano di spostamento verticale 45 è montato un motore 46 per lo spostamento verticale che prevede un albero ortogonale al piano 45 con un pignone 47 disposto al di sotto del piano 45. Sotto il piano di spostamento verticale 45 è montata girevole una puleggia di rinvio 48 disposta sostanzialmente in posizione centrale. Mounted on the vertical displacement plane 45 is a motor 46 for vertical displacement which provides a shaft orthogonal to the plane 45 with a pinion 47 arranged below the plane 45. A return pulley 48 is rotatably mounted under the vertical displacement plane 45 substantially arranged in a central position.

Una cinghia dentata 49 è azionata dal pignone 47 e rinviata attraverso le quattro chiocciole 44 e la puleggia di rinvio 48, seguendo un percorso sostanzialmente a farfalla (Fig. 5). In questo moto la rotazione del pignone 47 aziona la cinghia 49 che mette contemporaneamente in rotazione le quattro chiocciole 44 che si avvitano/svitano nelle rispettive viti 43 sollevando o abbassando il piano di spostamento verticale 45 A toothed belt 49 is driven by the pinion 47 and returned through the four snails 44 and the return pulley 48, following a substantially butterfly path (Fig. 5). In this motion, the rotation of the pinion 47 drives the belt 49 which simultaneously rotates the four nuts 44 which screw / unscrew into the respective screws 43, raising or lowering the vertical displacement plane 45

Come mostrato in Fig. 6, il piano di spostamento verticale prevede ai suoi quattro angoli quattro spallamenti 50. Sulle due coppie di spallamenti 50 sono montate girevoli rispettivamente due viti 51, 51 disposte su un piano orizzontale con asse diretto lungo l’asse X. As shown in Fig. 6, the vertical displacement plane has four shoulders 50 at its four corners. Two screws 51, 51 are rotatably mounted on the two pairs of shoulders 50 respectively arranged on a horizontal plane with axis directed along the X axis.

Sul piano di spostamento verticale 45 è montato un motore 52 per lo spostamento orizzontale. L’albero 53 del motore 52 aziona in rotazione due pignoni 54, 54’ che azionano rispettivamente due cinghie 55, 55’. Le cinghie 55, 55’ mettono in rotazione due pulegge 56, 56’ che mettono in rotazione le rispettive viti 51, 51’. On the vertical displacement plane 45 there is mounted a motor 52 for horizontal displacement. The shaft 53 of the motor 52 rotates two pinions 54, 54 'which respectively drive two belts 55, 55'. The belts 55, 55 'rotate two pulleys 56, 56' which rotate the respective screws 51, 51 '.

Sulle viti orizzontali 51, 51 è montato un piano 60 di spostamento orizzontale, che prevede una filettatura interna che si impegna con la filettatura esterna delle viti 51, 51, in modo tale che la rotazione delle viti provochi una traslazione del piano di spostamento orizzontale 60 lungo la direzione dell’asse X. A horizontal displacement plane 60 is mounted on the horizontal screws 51, 51, which provides an internal thread that engages with the external thread of the screws 51, 51, so that the rotation of the screws causes a translation of the horizontal displacement plane 60 along the direction of the X axis.

Sul piano di spostamento orizzontale 60 sono montati due binari di guida 61 disposti paralleli tra lori e nella direzione di un asse orizzontale Z ortogonale all’asse X. Sui binari di guida 61 sono montati scorrevoli due piani di supporto 62 e 62’. Il primo piano di supporto 62 supporta il gruppo trasmettitore di raggi X 10 e la sonda trasmettitrice di ultrasuoni 30 e il secondo piano di supporto 62’ supporta il gruppo ricevitore di raggi X 20 e la sonda ricevitrice di ultrasuoni 3 1. Two guide rails 61 are mounted on the horizontal displacement plane 60, arranged parallel to each other and in the direction of a horizontal axis Z orthogonal to the X axis. On the guide rails 61, two sliding support surfaces 62 and 62 'are mounted. The first support plane 62 supports the X-ray transmitter unit 10 and the ultrasound transmitter probe 30 and the second support plane 62 'supports the X-ray receiver unit 20 and the ultrasound receiver probe 3 1.

In questo modo i piani di supporto 62, 62’ possono essere avvicinati o allontanati tra loro in conformità alla R.O.I. sulla quale deve essere effettuata la M.O.C. Inoltre in conformità alla scansione da effettuare sulla R.O.I., in un piano X-Y, vengono azionati il motore per lo spostamento in verticale 46 che fa traslare verticalmente (lungo l’asse Y) il piano di movimento verticale 45 e il motore per lo spostamento in orizzontale 52 che fa traslare orizzontalmente (lungo l’asse X) il piano di movimento orizzontale 60. In this way the support surfaces 62, 62 'can be approached or moved away from each other in accordance with R.O.I. on which the M.O.C. must be carried out Furthermore, in accordance with the scan to be carried out on the R.O.I., in an X-Y plane, the motor for vertical displacement 46 is activated, which causes the vertical movement plane 45 to translate vertically (along the Y axis) and the motor for horizontal displacement. 52 which translates the horizontal movement plane 60 horizontally (along the X axis).

Con riferimento a Fig. 7, viene mostrato uno schema a blocchi illustrante i vari componenti dell’apparecchiatura 1 per mineralometria ossea secondo l’invenzione. L’apparecchiatura 1 prevede un sistema di alimentazione 70 che comprende un’alimentazione ad alta tensione 71 che attraverso un controllo 72 viene inviata al tubo radiogeno del gruppo emettitore di raggi X 10 che emette un fascio di raggi X a doppia energia. With reference to Fig. 7, a block diagram is shown illustrating the various components of the apparatus 1 for bone mineralometry according to the invention. The equipment 1 provides a power supply system 70 which includes a high voltage power supply 71 which, through a control 72, is sent to the X-ray tube of the X-ray emitter unit 10 which emits a double energy X-ray beam.

Il fascio di raggi X viene rilevato dal gruppo rilevatore di raggi X 20, che in conformità alla radiazione rilevata invia un segnale elettrico ad un preamplificatore di segnale 22 che a sua volta lo invia ad un analizzatore di segnale 23. L’uscita dell’analizzatore di segnale viene inviata ad un sistema di acquisizione dati 24 atto ad acquisire i dati provenienti dall’analisi a raggi X. The X-ray beam is detected by the X-ray detector assembly 20, which in accordance with the detected radiation sends an electrical signal to a signal preamplifier 22 which in turn sends it to a signal analyzer 23. The output of the analyzer signal is sent to a data acquisition system 24 adapted to acquire the data coming from the X-ray analysis.

Il sistema di alimentazione 70 comprende inoltre un’alimentazione indipendente 73 atta ad alimentare la sonda emettitrice di ultrasuoni 30 che prevede un emettitore di ultrasuoni atto ad emettere ultrasuoni con una frequenza di circa 500 kHz. Gli ultrasuoni emessi vengono ricevuti dalla sonda di ricezione di ultrasuoni 31 che in conformità agli ultrasuoni ricevuti emette in uscita un segnale elettrico verso un sistema di acquisizione dati 32 atto ad acquisire i dati provenienti dall’analisi a ultrasuoni. The power supply system 70 also comprises an independent power supply 73 suitable for powering the ultrasound emitting probe 30 which provides an ultrasound emitter capable of emitting ultrasounds with a frequency of about 500 kHz. The emitted ultrasounds are received by the ultrasound reception probe 31 which in accordance with the received ultrasounds outputs an electrical signal to a data acquisition system 32 suitable for acquiring data from the ultrasound analysis.

I sistemi di acquisizione dati 24 e 32 sono comandati da una CPU 79 collegata ad un’interfaccia I/O 80 per il collegamento ad un computer 81. Al computer 81 si possono collegare un monitor 82 per visualizzare i dati delle analisi e delle misure, una stampante 83 per stampare su supporto cartaceo i risultati delle misure, una tastiera 84 e un mouse 85 per inviare comandi verso l’apparecchiatura 1. The data acquisition systems 24 and 32 are controlled by a CPU 79 connected to an I / O interface 80 for connection to a computer 81. A monitor 82 can be connected to the computer 81 to display the analysis and measurement data. a printer 83 to print the results of the measurements on paper, a keyboard 84 and a mouse 85 to send commands to the apparatus 1.

L’alimentazione 70 comprende inoltre un’alimentazione a bassa tensione 77 per alimentare l’elettronica dell’apparecchiatura. L’alimentazione per l elettronica 77 è collegata ad un bus 78 che si incarica di alimentare la CPU 79 dei sistemi di acquisizione dati. The power supply 70 also includes a low voltage power supply 77 to power the electronics of the equipment. The power supply for the electronics 77 is connected to a bus 78 which is responsible for powering the CPU 79 of the data acquisition systems.

L’alimentazione 70 infine comprende un’alimentazione 74 per alimentare gli azionamenti 75 e 76 rispettivamente del motore 46 per lo spostamento in verticale (lungo l’asse Y) e del motore 52 per lo spostamento in orizzontale (lungo l’asse X). The power supply 70 finally includes a power supply 74 to power the drives 75 and 76 respectively of the motor 46 for moving vertically (along the Y axis) and of the motor 52 for moving horizontally (along the X axis).

A titolo esemplificativo viene descritto il funzionamento dell’ apparecchiatura 1 per M.O.C. eseguita sull’osso di un calcagno. By way of example, the operation of the equipment 1 for M.O.C. is described. performed on the heel bone.

Il calcagno del paziente viene posizionato sul piano telaio 40 dell’ apparecchiatura 1, tra il gruppo trasmettitore comprendente il trasmettitore di raggi X 10 e di ultrasuoni 30 e il gruppo ricevitore comprendente il ricevitore di raggi X 20 ed ultrasuoni 31. I gruppi trasmettitore 10, 30 e ricevitore 20, 31 vengono regolati in posizione facendoli traslare sui loro piani di supporto 62, 62’, lungo i binari di guida 61 disposti lungo l’asse Z. The patient's heel is positioned on the frame surface 40 of the apparatus 1, between the transmitter unit comprising the X-ray transmitter 10 and ultrasounds 30 and the receiver unit comprising the X-ray receiver 20 and ultrasounds 31. The transmitter units 10, 30 and receiver 20, 31 are adjusted in position by making them translate on their support planes 62, 62 ', along the guide rails 61 arranged along the Z axis.

Quindi viene effettuata la misura a raggi X. Viene attivato l’emettitore di raggi X 10 e il ricevitore di raggi X e vengono azionati i motori 46, 52 per scansionare una zona di circa 10 cm x 10 cm sul piano X - Y. Mediante i dati acquisiti dal sistema di acquisizione dati 24 la CPU 79 calcola il valore medio della densità di minerale nell’osso BMD riferito all’intera R.O.I. Then the X-ray measurement is carried out. The X-ray emitter 10 and the X-ray receiver are activated and the motors 46, 52 are activated to scan an area of about 10 cm x 10 cm in the X - Y plane. By means of the data acquired by the data acquisition system 24 the CPU 79 calculates the average value of the BMD bone mineral density referred to the entire R.O.I.

Inoltre dalla misura a raggi X viene individuato il punto di spessore minimo dell’osso del calcagno che viene preso come punto di riferimento per le misure successive. In addition, the X-ray measurement identifies the point of minimum thickness of the heel bone which is taken as a reference point for subsequent measurements.

In una seconda fase vengono attivati l’emettitore 30 ed il ricevitore 31 di ultrasuoni per effettuare una misura ad ultrasuoni nel punto di spessore minimo dell’osso, precedentemente individuato. Durante la misura ad ultrasuoni il sistema di acquisizione dati 32 tramite la CPU 79 calcola i parametri di attenuazione di ultrasuoni a banda larga BUA e di velocità del suono SOS. In a second phase, the ultrasound emitter 30 and the ultrasound receiver 31 are activated to carry out an ultrasound measurement at the point of minimum thickness of the bone, previously identified. During the ultrasonic measurement, the data acquisition system 32 via the CPU 79 calculates the attenuation parameters of broadband ultrasound BUA and sound velocity SOS.

Infine vengono confrontate le misure effettuate con la tecnica a raggi X con quelle effettuate con la tecnica ad ultrasuoni per stabilire l’attendibilità del risultato della misura. Finally, the measurements made with the X-ray technique are compared with those made with the ultrasound technique to establish the reliability of the measurement result.

Alla presente forma di realizzazione dell’invenzione possono essere apportate numerose variazioni e modifiche di dettaglio alla portata di un tecnico del ramo, rientranti comunque entro l’ambito dell’invenzione espresso dalle rivendicazioni annesse. Numerous variations and modifications of detail within the reach of a person skilled in the art can be made to the present embodiment of the invention, however falling within the scope of the invention expressed by the attached claims.

Claims

CLAIMS 1. Bone mineralometry apparatus (1) comprising an X-ray emitter (10) coupled to an X-ray receiver or detector (20) and an ultrasound emitter (30) coupled to an ultrasound receiver or detector (31) in so as to be able to perform a bone mineralometry analysis both with X-ray measurement techniques and with ultrasound measurement techniques.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that said X-ray emitter assembly (10) is integral with said ultrasound emitter assembly (30) and said X-ray receiver assembly (20) is integral with said ultrasound receiver assembly (31).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that said X-ray emitter assembly (10) and said ultrasound emitter assembly (30) are mounted on a first support plane (62) and said X-ray receiver assembly (20) and said ultrasound receiver unit (31) are mounted on a second support plane (62 '), said first support plane (62) and said second support plane (62') being mounted movable on guides (61 ) in order to be adjusted in position.

4. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that said X-ray (10) and ultrasound (30) emitting group and said X-ray (10) and ultrasound (31) receiver group are moved integrally between them, along a scan path defined on a plane (X-Y).

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that said X-ray (10) and ultrasound (30) emitting group and said X-ray (10) and ultrasound (31) receiver group are mounted on a plane (60 ) of horizontal displacement translatable horizontally along an axis (X), said plane (60) of horizontal displacement being mounted on a plane (45) of vertical displacement translatable vertically along an axis (Y).

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that said horizontal displacement plane (60) is mounted on screws (51) arranged horizontally and rotated by means of a belt (55) driven by a motor (52) for horizontal displacement and said vertical displacement plane (45) is mounted on pulleys (41) engaging in vertically arranged screws (43), said pulleys (41) being moved by means of belt (49) driven by a motor (46) for displacement in vertical.

7. Method for bone mineralometry characterized by the fact of including the following phases: bone mineralometry performed by X-rays, bone mineralometry performed by ultrasound, comparison of the measurements made by X-rays with the measurements made by ultrasounds to verify the accuracy and reliability of the measurement.

8. Method for bone mineralometry according to claim 7, comprising the following steps: scanning of a region of interest (R.O.I.) of the bone using an X-ray beam, detection of X-rays transmitted through the bone (R.O.I.) and calculation of the average bone mineral density (BMD) in said (R.O.I.), localization of a point of minimum thickness of the bone in the (R.O.I.), scanning in said point of minimum thickness of the bone by ultrasound; calculation of the ultrasound attenuation (BUA) and the speed of sound (SOS) in said point of minimum thickness of the bone; comparison of the measurements made with X-rays with the measurements made with ultrasound in said point of minimum thickness of the bone.

9. Method according to claim 7 or 8, characterized in that in the region of interest (R.O.I.) an X-ray scan area of about 10cm x 10cm is defined.

Method according to any one of claims 7 to 10, characterized in that it is applied to the bones of the calcaneus.