一种口腔骨密度测量方法及其设备

技术领域

本发明涉及医用设备技术领域，主要涉及一种口腔骨密度测量方法及其设备。

背景技术

种植牙是迄今最理想的缺牙修复方式，其实施过程也相当复杂，在种植牙之前首先需要患者对预种植部位进行放射线成像检查来进行多方面的评估，包括牙床空间、牙槽骨硬度、植入角度和深度等，其中，种植区的骨密度评估是取得牙种植术成功的关键步骤，如何对颌骨骨密度进行精确、有效、实用的测量，对种植及牙周手术的制定及预后的判定具有非常重要的指导作用。除此之外，口腔骨丢失是影响牙齿存留与义齿修复成功的重要因素，其病因和发生、发展规律,以及与骨质疏松症等系统性骨丢失的内在联系十分重要，而口腔骨丢失主要通过颌骨骨密度的测量来研究的。因此，口腔骨密度测量具有十分重要的临床价值。

现有技术中通常依靠口腔临床医师通过肉眼观察患者牙片，依靠重建图像中骨小梁的空间排布的稀疏程度来进行颌骨骨密度的判别工作。但是，上述骨密度判别方式只能做分级判别，没有具体的骨密度数值作为精准参考。而且，上述判别方式还会受到CBCT其图像的CT值不稳定的因素影响，进一步影响口腔临床医师的评估骨密度准确性。

发明内容

因此，本发明旨在提供一种口腔骨密度测量方法及其设备，以解决现有技术中无法直接获得骨骼组织的密度图像，需要依靠口腔临床医师通过肉眼观察患者牙片，依靠重建图像中骨小梁的空间排布的稀疏程度来进行口腔颌骨骨密度评估，导致骨密度准确性评估准确性差的问题。本申请提供一种口腔骨密度测量方法，包括以下步骤：

S1，朝向被扫描体发送高能量X射线和低能量X射线；

S2，通过探测器分别接收穿过被扫描体的所述高能量X射线和所述低能量X射线；

S3，处理单元分别获取穿过所述被扫描体的高能量X射线和低能量X射线，采用图像重建算法得到骨骼组织的密度图像。

可选的，口腔骨密度测量方法，在步骤S3中，包括：

处理单元获取CBCT旋转扫描投影图，采用图像重建算法得到骨骼组织的密度图像；或，

处理单元获取曲面断层扫描投影图，采用图像重建算法得到骨骼组织的密度图像；或，

处理单元获取DR拍摄图，采用图像重建算法得到骨骼组织的密度图像。

可选的，口腔骨密度测量方法，在步骤S1中，

所述高能量X射线在高压曝光条件进行，以得到一组高能衰减数据；所述低能量X射线在低压曝光条件进行，以得到一组低能衰减数据。

可选的，口腔骨密度测量方法，在步骤S3中，还包括：

根据所述高能量X射线和所述低能量X射线分别在高压曝光条件和低压曝光条件下投影数据的重建结果，分别获取骨骼组织的分解系数C

C

可选的，人体组织的衰减系数为：μ＝c

人体组织的电子密度为：ρ

ρ

人体组织的原子序数为：

其中，μ、μ

可选的，所述高能量X射线的射线强度测量值为：

P

所述低能量X射线的射线强度测量值为：

P

其中，P

S

C

μ

一种口腔骨密度测量设备，包括：

射线发生机构，朝向被扫描体发送高能量X射线和低能量X射线；

射线接收机构，用于接收穿过所述被扫描体的所述高能量X射线和所述低能量X射线；

处理单元，采用图像重建算法得到骨骼组织的密度图像。

可选的，所述射线发生机构包括：用于获取CBCT旋转扫描投影图或者用于获取曲面断层扫描投影图的第一射线发生器，以及第一射线接收器；以及，

用于获取DR拍摄图的第二射线接收器。

可选的，所述射线发生机构包括：用于发送高能量X射线的第一发送源，以及用于发送低能量X射线的第二发送源；或，

所述射线发生机构包括：用于发送高能量X射线或低能量X射线的第一发送源。

可选的，所述射线发生机构包括：用于发送X射线的第一发送源，以及控制器；

所述控制器与所述射线发生机构电连接，用于控制所述射线发生机构其曝光条件，所述控制器控制所述第一发送源在高压曝光条件发送高能量X射线，或者控制所述第一发送源在低压曝光条件发送低能量X射线。

可选的，口腔骨密度测量设备，还包括：

升降立柱；

头颅盘，通过头颅臂与所述升降立柱相连，所述第二射线接收器设置在所述头颅盘上。

可选的，口腔骨密度测量设备，还包括：

悬臂，设置在所述升降立柱上；

C形臂，受驱动地转动设置在所述悬臂上，所述第一射线发生器和所述第一射线接收器分别设置在所述悬臂的相对侧上；

颌托臂。

可选的，所述第一射线发生器通过转动机构设置在所述C形臂上，所述转动机构驱动所述第一射线发生器使其与所述第一射线接收器或所述第二射线接收器相对设置。

本发明的技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的口腔骨密度测量方法，包括以下步骤：S1，朝向被扫描体发送高能量X射线和低能量X射线；S2，通过探测器分别接收穿过被扫描体的所述高能量X射线和所述低能量X射线；S3，处理单元分别获取穿过所述被扫描体的高能量X射线和低能量X射线，采用图像重建算法得到骨骼组织的密度图像。

本发明通过在患者拍摄过程中采用高能量X射线和低能量X射线分别对患者照射扫描，从而获取高能投影数据和低能投影数据。根据上述高低能下投影数据的重建结果，可以分别获取骨骼组织的分解系数C

2.本发明提供的口腔骨密度测量方法，在步骤S3中，包括：处理单元获取CBCT旋转扫描投影图，采用图像重建算法得到骨骼组织的密度图像；或，处理单元获取曲面断层扫描投影图，采用图像重建算法得到骨骼组织的密度图像；或，处理单元获取DR拍摄图，采用图像重建算法得到骨骼组织的密度图像。

在本发明中可以通过口腔颌面锥形束CT即CBCT的CBCT旋转扫描功能、曲面断层扫描功能，或者DR拍摄功能从而得到口腔骨骼组织的密度图像。通过对现有的CBCT进行运行方式的改动即可实现口腔骨骼组织的密度测量，具有改装成本低且操作灵活的优点。

3.本发明提供的口腔骨密度测量方法，在步骤S1中，X射线在高压曝光条件进行，以得到高能量X射线进而测量出一组高能衰减数据；X射线在低压曝光条件进行，以得到低能量X射线进而测量出一组低能衰减数据。

上述高压曝光条件可以为140kV，上述低压曝光条件可以为70kV。通过控制X射线，分别在高压曝光条件和低压曝光条件下同步出束，可以得到一组高能衰减数据和一组低能衰减数据，从而高效的实现骨骼组织的密度测量工作，且具有测量准确性高的优点。

4.本发明提供的口腔骨密度测量设备，包括：射线发生机构，朝向被扫描体发送高能量X射线和低能量X射线；射线接收机构，用于接收穿过所述被扫描体的所述高能量X射线和所述低能量X射线。

通过上述射线发生机构既可以朝向被扫描体同时发出高能量X射线和低能量X射线，或者朝向被扫描体分别先后发出高能量X射线和低能量X射线。从而获取高能投影数据和低能投影数据，进而得到骨骼组织的密度图像。

5.本发明提供的口腔骨密度测量设备，所述射线发生机构包括：用于获取CBCT旋转扫描投影图或者用于获取曲面断层扫描投影图的第一射线发生器，以及第一射线接收器。所述射线发生机构还包括：用于获取DR拍摄图的第二射线接收器。

通过上述第一射线发生器和第一射线接收器可以获取CBCT旋转扫描投影图或者曲面断层扫描投影图。通过上述第二射线接收器，以及第一射线接收器可以获取DR拍摄图。上述第一射线接收器可以发送高能量X射线和低能量X射线，上述第一射线接收器和第二射线接收器可以分别接受上述高能量X射线和低能量X射线。通过上述结构即可以通过对现有的口腔颌面锥形束CT进行改造即可实现口腔骨密度测量，具有改造成本低实用性高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的具有口腔骨密度测量功能的口腔颌面锥形束CT其立体结构示意图；

图2为本发明提供的具有口腔骨密度测量功能的口腔颌面锥形束CT其主视图。

附图标记说明：

1-第一射线发生器；2-第一射线接收器；3-第二射线接收器；4-升降立柱；5-头颅盘；6-头颅臂；7-悬臂；8-C形臂；9-颌托臂。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

一种口腔骨密度测量方法，包括以下步骤：

S1，朝向被扫描体发送X射线；X射线在出束的过程中交替转换曝光条件，使X射线在高压曝光条件下形成高能量X射线，以得到一组高能衰减数据；另外，使X射线在低压曝光条件下形成低能量X射线，以得到一组低能衰减数据；

S2，通过探测器分别接收穿过被扫描体的所述高能量X射线和所述低能量X射线；

S3，处理单元分别获取穿过所述被扫描体的高能量X射线和低能量X射线，采用图像重建算法得到骨骼组织的密度图像。在上述步骤S3中，处理单元获取CBCT旋转扫描投影图，采用图像重建算法得到骨骼组织的密度图像。

本发明通过在患者拍摄过程中采用高能量X射线和低能量X射线分别对患者照射扫描，从而获取高能投影数据和低能投影数据。根据上述高低能下投影数据的重建结果，可以分别获取骨骼组织的分解系数C

在本实施例中，口腔骨密度测量方法，在步骤S3中，还包括：

根据所述高能量X射线和所述低能量X射线分别在高压曝光条件和低压曝光条件下投影数据的重建结果，分别获取骨骼组织的分解系数C

C

在本实施例中，人体组织的衰减系数为：μ＝c

人体组织的电子密度为：ρ

ρ

人体组织的原子序数为：

其中，μ、μ

所述高能量X射线的射线强度测量值为：

P

所述低能量X射线的射线强度测量值为：

P

其中，P

S

C

μ

实施例2

一种口腔骨密度测量方法，包括以下步骤：

S1，朝向被扫描体发送高能量X射线和低能量X射线；

S2，通过探测器分别接收穿过被扫描体的所述高能量X射线和所述低能量X射线；

S3，处理单元分别获取穿过所述被扫描体的高能量X射线和低能量X射线，采用图像重建算法得到骨骼组织的密度图像。在上述步骤S3中，处理单元获取曲面断层扫描投影图，采用图像重建算法得到骨骼组织的密度图像。

实施例3

一种口腔骨密度测量方法，包括以下步骤：

S1，朝向被扫描体发送高能量X射线和低能量X射线；

S2，通过探测器分别接收穿过被扫描体的所述高能量X射线和所述低能量X射线；

S3，处理单元分别获取穿过所述被扫描体的高能量X射线和低能量X射线，采用图像重建算法得到骨骼组织的密度图像。在上述步骤S3中，处理单元获取DR拍摄图，采用图像重建算法得到骨骼组织的密度图像。

实施例4

一种口腔骨密度测量设备，如图1和图2所示，其包括：

射线发生机构，朝向被扫描体依次发送高能量X射线和低能量X射线；所述射线发生机构包括：用于获取CBCT旋转扫描投影图或者用于获取曲面断层扫描投影图的第一射线发生器1和第一射线接收器2；以及，用于获取DR拍摄图的第二射线接收器3；

射线接收机构，用于接收穿过所述被扫描体的所述高能量X射线和所述低能量X射线；

处理单元，采用图像重建算法得到骨骼组织的密度图像；

升降立柱4；

头颅盘5，通过头颅臂6与所述升降立柱4相连，所述第二射线接收器3设置在所述头颅盘5上。

悬臂7，设置在所述升降立柱4上；

C形臂8，受驱动地转动设置在所述悬臂7上，所述第一射线发生器1和所述第一射线接收器2分别设置在所述悬臂7的相对侧上；所述第一射线发生器1通过转动机构设置在所述C形臂8上，所述转动机构驱动所述第一射线发生器1使其与所述第一射线接收器2或所述第二射线接收器3相对设置；

颌托臂9，用于承托人体头部下颌。

实施例5

一种口腔骨密度测量设备，如图1和图2所示，其包括：

射线发生机构，朝向被扫描体依次发送X射线；由于控制器控制射线发生机构其曝光条件，所述控制器控制所述射线发生机构分别在高压曝光条件和低压曝光条件下，在高压曝光条件射线发生机构发送的X射线为高能量X射线，在低压曝光条件下射线发生机构发送的X射线为低能量X射线；

所述射线发生机构包括：用于获取CBCT旋转扫描投影图或者用于获取曲面断层扫描投影图的第一射线发生器1和第一射线接收器2；以及，用于获取DR拍摄图的第二射线接收器3；

射线接收机构，用于接收穿过所述被扫描体的所述高能量X射线和所述低能量X射线；

处理单元，采用图像重建算法得到骨骼组织的密度图像；

升降立柱4；

头颅盘5，通过头颅臂6与所述升降立柱4相连，所述第二射线接收器3设置在所述头颅盘5上。

悬臂7，设置在所述升降立柱4上；

C形臂8，受驱动地转动设置在所述悬臂7上，所述第一射线发生器1和所述第一射线接收器2分别设置在所述悬臂7的相对侧上；所述第一射线发生器1通过转动机构设置在所述C形臂8上，所述转动机构驱动所述第一射线发生器1使其与所述第一射线接收器2或所述第二射线接收器3相对设置；

颌托臂9，用于承托人体头部下颌。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。