用于双能x射线吸收测定中交叉校准的系统和方法

技术领域

本文所公开的主题的实施方案涉及医疗成像系统，并且更具体地涉及双能x射线吸收测定(DXA)系统中的校准。

背景技术

医学成像模式诸如双能x射线吸收测定(DXA)系统可用于获得骨矿物质测量结果。DXA涉及以两种不同的x射线能量级来扫描患者，并且使用所得的双能扫描数据来确定骨矿物质密度(BMD)。骨测量结果诸如BMD和骨矿物质含量(BMC)可通过患者的全身或特定身体区域DXA扫描来获得，而附加测量结果诸如脂肪质量(FM)、瘦软组织质量(LSTM)、去脂质量(FFM)、软组织质量(STM)、总身体质量(TBM)需要进行全身DXA扫描。

一般来讲，骨监测和/或全身监测需要长时间的后续研究。然而，由于DXA系统的老化和新技术的出现，可以经常将旧的DXA系统替换为来自同一制造商的新系统或来自不同制造商的新系统。此外，在一些情形下，患者可改变其偏爱的诊所，因此可能需要使用不同的DXA系统继续后续研究。在一些情况下，即使使用相同类型(制造商和版本)的系统用于后续研究时，系统的使用年限和/或操作条件也可不同。在任何情景下，每当DXA系统发生变化时，都可以进行不同DXA系统之间的交叉校准，以确保用先前DXA系统所采集的扫描数据将与用当前DXA系统所采集的扫描数据相当。

然而，当前的交叉校准过程会很耗时，并且其准确性对许多外部条件敏感。此外，当患者改变其诊所时，也许不能进行交叉校准评估。因此，也许需要建立患者的新基线。此外，当BMD测量结果之间的实耗时间较大时，由于BMD值的较大变化，当前的交叉校准过程可能不适用。在每种情况下，BMD后续研究会产生严重偏差，最终降低诊断的置信度。

例如，当前的交叉校准过程推荐一种体内研究方法，该方法包括：在同一天，用各个(先前和当前)系统，利用标准化定位、采集和分析参数来扫描患者，以评估不同系统之间的系统可变性程度。此类对交叉校准的严格控制并非在任何时候都可行，尤其是当患者改变其临床偏好时。即使进行此类受控式体内交叉校准过程之时，如果在先前扫描(利用先前系统)和后续扫描(利用不同系统)之间存在较大的时间间隙，则尽管两个不同DXA系统之间存在合理的一致性，但后续扫描相对于先前扫描的评估准确性也大大降低。此外，当前的体内校准过程增加了对患者的辐射照射，因为需要同时用两个系统扫描他们。

发明内容

在一个实施方案中，一种方法包括：从第一DXA系统接收第一数据集，所述第一数据集包括受检者的第一扫描数据以及用所述第一DXA系统同时获得的体模的第二扫描数据；以及基于所述第一扫描数据和所述第二扫描数据的第一转换函数；从第二DXA系统接收第二数据集，所述第二数据集包括所述受检者的第三扫描数据以及用所述第二DXA系统同时获得的体模的第四扫描数据；以及基于所述第三扫描数据和所述第四扫描数据的第二转换函数；基于所述第一转换函数，生成所述受检者的第一组标准化BMD值；基于所述第二转换函数，生成所述受检者的第二组标准化BMD值；基于所述体模的第二扫描数据以及所述体模的第四扫描数据，确定相关性系数；以及基于相关性系数，校正所述第一组标准化BMD值和所述第二组标准化BMD值中的任一项。

这样，通过连同患者一起来扫描体模，除了捕捉患者扫描数据之外，还捕捉系统对图像的物理影响(温度、校准、管老化、检测器效率等)的快照。因此，当期望比较两个系统之间的患者数据时，可相对于对应的体模将BMD值标准化，并且基于从每个系统所获得的体模扫描数据之间的相关性进行校正。因此，可自动地比较至少两个系统所测的BMD值，同时实现准确性和重复性的增加。

应当理解，提供上面的简要描述来以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的精选概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，该主题的范围由具体实施方式后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

通过参考附图阅读以下对非限制性实施方案的描述将更好地理解本发明，其中以下：

图1是根据本公开的一个实施方案的用于进行患者的骨密度扫描的示例性x射线成像系统的示意图；

图2是根据本公开的一个实施方案的图1的x射线成像系统的框图；

图3示出了根据本公开的一个实施方案的示例性体模相对于示例性x射线成像系统的定位的示意图；

图4示出了根据本公开的一个实施方案的在用示例性x射线成像系统扫描期间所用的示例性体模的示意图；

图5示出了根据本公开的一个实施方案的存储和访问来自不同x射线成像系统的扫描数据集的示意图；

图6示出了根据本公开的一个实施方案的概要流程图，该概要流程图示出一种用于量化骨矿物质的示例性方法；

图7示出了根据本公开的一个实施方案的概要流程图，该概要流程图示出一种用于进行交叉校准的示例性方法；

图8示出了根据本公开的一个实施方案的概要流程图，该概要流程图示出另一种用于进行交叉校准的示例性方法；并且

图9示出了根据本公开的一个实施方案的概要流程图，该概要流程图示出一种用于x射线系统的常规监测的示例性方法。

具体实施方式

以下描述涉及x射线成像系统的各种实施方案。具体地讲，提供了用于在双能x射线吸收测定(DXA)系统中进行交叉校准的系统和方法。一种x射线成像系统，诸如图1至图2所描绘的DXA成像系统，可用于评估骨健康，并且对于骨疾病诸如骨质疏松的诊断至关重要。具体地讲，来自DXA系统的患者扫描数据可用于量化骨矿物质密度(BMD)和骨矿物质含量(BMC)，这些数据用于诊断骨质疏松。除了确定BMD之外，DXA扫描数据也可用于其它应用场景，诸如骨折风险评估、全身成分分析等。总体而言，DXA系统对于骨骼疾病的诊断以及此类患有疾病患者的管理至关重要。此外，骨疾病的管理通常需要后续扫描以监测BMD变化或药物功效。为了保持DXA系统的高准确性和重复性，可以对BMD测量结果进行质量控制(QC)。BMD测量结果的QC包括每日校准，其中用每日体模所测的BMD值的平均值处于针对给定系统所建立的基线BMD值上限阈值与基线BMD值下限阈值内。BMD测量结果的QC还包括交叉校准，在用不同的DXA系统替换先前的DXA系统时，可进行该交叉校准。

然而，已知的交叉校准方法很耗时，并且需要在短时间段内，用两个系统广泛扫描大量受检者。通常，为了实现重复性，每个系统的扫描可重复至少两次。即使通过此类广泛的交叉校准做法，也可能难以为用先前系统所扫描的每个患者建立基线，尤其是在经过较长时间段之后。因此，丢失了重要的患者扫描信息，这导致疾病监测和诊断的置信度降低。

本公开解决了上述问题中的至少一些问题，并且提供了解决方案用于用更高精度和重复性来改善交叉校准过程而不丢失关键患者信息。具体地讲，一种用于双能x射线系统的方法可以包括：在用x射线系统对患者进行每次扫描期间，同时扫描校准体模；以及基于每次扫描的体模扫描，通过患者扫描和校准数据来获得患者扫描数据。校准数据可以与各项患者扫描数据一起嵌入，并且可以存储在参考空间中，该参考空间可以被访问以用于校准目的。除了用于诊断和监测的BMD测量结果之外，用于生成可用于校准的扫描数据的患者和体模的示例性定位在图3中示出。一种可用于每日和/或交叉校准过程的示例性体模在图4中示出。此外，一种用于存储和访问参考空间之中且来自不同DXA系统的数据的示例性模型在图5中示出。一种用于生成可用于量化以及交叉校准的扫描数据的示例性方法在图6中示出。一种用于比较通过两个不同DXA系统所测的BMD值的示例性方法在图7中示出。此外，当前DXA系统的当前DXA系统控制器可被配置为基于参考空间中所存储的多项患者扫描数据和多项校准数据，以及基于当前系统所采集的多项新扫描数据，进行先前系统与当前系统之间的交叉校准，如图8所描述。此外，可以将如本文所述而生成和存储的扫描数据用于每日校准。一种用于评估DXA系统的DXA系统管理性能的示例性方法在图9中示出。

通过连同患者一起扫描校准体模，每次扫描都捕捉到系统在扫描期间的操作状态。因此，可以在任意时间获得校准数据，并且保存重要的患者信息。此外，通过利用校准数据，可以按快得多的速率进行两个系统之间的交叉校准，这是因为：由于校准数据的立即可用性，减少了用替换系统来扫描受检者的需要。此外，校准数据可用于日常系统监测，并且因此可快速识别和校正此类系统问题。因此，提高了扫描质量和准确度，同时也提高了校准速度和精度。

本文的描述涉及医学成像系统的各种实施方案。具体地讲，提供了方法和系统，这些系统用作如示例性地用于测量乳腺密度的单能x射线吸收测定(SXA)系统、或用于测量骨矿物质密度的双能x射线吸收测定(DXA)系统。本文使用DXA的示例，但应当认识到，在其它实施方案中，可采用放射线照相术和/或医学成像等其它模式。例如，这些可包括但不限于：PET、SPECT、C形臂血管造影术、乳房造影术、超声等。本文对DXA的讨论是作为一个合适的应用场景的示例而提供的。

参见图1和图2，系统10的一个示例性实施方案可用于测量至少骨的面积、骨的长度、骨矿物质含量(BMC)、骨矿物质密度(BMD)或组织厚度或密度。通过将BMC除以骨的面积来计算BMD。在操作期间，利用具有宽带能级的x射线光束来扫描某对象，例如，扫描人类患者以对患者的骨进行成像。将所采集的骨骼图像用于诊断医学病症，例如骨质疏松。这些图像可部分地通过在双能x射线扫描期间所采集的确定的骨密度信息来生成。如本文进一步详述，可以调节源14、检测器18和/或检查台的位置以实现进一步所需的成像目的，包括但不限于放大、增加图像分辨率或空间分辨率。出于示例性目的，可以将成像系统10描述为双能x射线吸收测定(DXA)系统，但应当认识到，也可以类似的方式实现各种其它系统。

成像系统10被示出为包括门架12。门架可以是基本上C形或半圆形的门架或C形臂门架。门架12可移动地支撑彼此相对地安装在相对端部上的源14和检测器18。此外，受检者22设置在源14与检测器18之间。

门架12包括朝检测器阵列18投射x射线16的光束的x射线源14。门架12示例性地包括定位在受检者22(诸如患者)下方的下端13以及定位在受检者22上方的上端15。x射线穿过受检者22以生成衰减的x射线。如图1所描绘，可以将x射线源14紧固到上端15，并且可以将x射线检测器18紧固到下端13。如图2所描绘，可以将检测器18紧固到上端15，并且可以将x射线源14紧固到下端13。每个检测器元件20示例性地但不限于碲化镉(CdTe)检测器元件，其产生表示衰减x射线的强度的电信号。

在采集图像数据的扫描期间，门架12和/或安装在门架12上的部件能够相对于受检者22和/或检查台46移动。检查台46可包括扫描表面，受检者22可定位在该扫描表面上。例如，在采集图像数据期间，门架12能够移动以改变源14和/或检测器18相对于患者的位置和/或取向。在一个示例性实施方案中，门架12可以在横向扫描路径、渐进式重叠扫描路径或锯齿形(例如，光栅)扫描路径24中移动源14和检测器18，如图1和图2所示。应当认识到，其它形式的图像数据采集可以利用其它形式的扫描路径，其可以包括但不限于门架12的旋转或倾斜。应当认识到，在本公开内的其它示例性成像系统中，源或检测器中的一者可保持在固定位置，而源或检测器中的另一者能够相对于患者移动。在如本文所公开的其它示例性实施方案中，被配置为支撑患者的检查台能够进一步移动以实现所需的图像采集。

门架12的移动以及x射线源14的操作由成像系统10的成像控制器26进行管控。成像控制器26包括为x射线源14提供电源和定时信号的x射线控制器28。x射线控制器28还可以为可调式准直仪25提供操作和/或控制信号，以根据待进行的成像过程，使来自源14的x射线光束成形。在一些实施方案中，x射线光束可成形(准直)为扇形光束。在一个示例性实施方案中，扇形光束16可以是窄扇形光束，以限制该光束中x射线之间的发散度，这已证明有利于改善视差和图像重叠模糊。

成像控制器26还包括门架电机控制器30，该门架电机控制器控制门架12的运动、速度和位置。在一些实施方案中，门架电机控制器30可控制门架12的倾斜角。门架电机控制器30还可以操作以控制检测器18与门架12之间的活动接头50。门架电机控制器30还可操作以控制示例性地介于源14与门架12之间的活动接头54。检查台电机控制器44通过检查台电机70可操作地连接至检查台46。在来自检查台电机控制器44的控制信号之下，检查台电机70能够操作以在多个移动自由度上平移、旋转和/或倾斜检查台46。在一个实施方案中，检查台电机70能够操作以在三个自由度(例如，水平平移、竖直平移和深度平移)上移动检查台46，而在另一实施方案中，移动的旋转自由度(例如，俯仰、横摆和翻滚)可以是可用的。应当认识到，检查台电机70可包括一个或多个机械系统或机电系统以执行检查台46的这些移动，包括但不限于轨道与意向驱动式、螺杆驱动式或链条驱动式致动器。

x射线源14和x射线检测器18可以按光栅图案24移动，以便跟踪受检者22的一系列横向扫描27，在扫描期间，双能x射线数据由x射线检测器18收集。横向扫描过程生成单个图像或定量数据集，形成由患者全身所采集的多个扫描图像，其中x射线源22和检测器26与患者的上-下轴线纵向对齐或从患者左边至右边横向对齐。使用横向运动来扫描患者有利于使相邻扫描图像的采集之间的时间最小化，这是因为患者全身的横向方向短于患者全身的纵向方向。因此，横向扫描可以降低扫描图像之间的患者运动伪影的严重性，从而允许更准确地合并图像。

横向扫描运动通过以下项之间的协调而产生：门架电机控制器30对门架12、x射线源14和x射线检测器18的运动控制、以及检查台电机控制器44对检查台46的控制，该检查台电机控制器通过检查台电机70来操作检查台46。在操作期间，x射线源14产生扇形光束16，该扇形光束具有示例性地平行于纵向轴线48的平面。任选地，扇形光束16可具有垂直于纵向轴线48的平面。调节光栅图案24，使得在扇形光束16的连续扫描线之间存在一些重叠(例如，10％的重叠率)。

成像控制器26中的数据采集系统(DAS)32对来自检测器元件20的数据进行采样与数字化，并且将该数据转化为采样并数字化的数据以便进行后续处理。在一些实施方案中，DAS 32可邻近门架12上的检测器阵列18定位。预处理器33从DAS 32接收采样并数字化的数据，以预处理该采样并数字化的数据。在一个实施方案中，预处理包括但不限于偏差校正、原速度校正、参考通道校正、空气校准和/或应用负对数运算。如本文所用，术语处理器不仅限于本领域中称为处理器的那些集成电路，而是广义地指控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器、专用集成电路和任何其它可编程电路，并且这些术语在本文中可互换使用。预处理器33预处理该采样并数字化的数据以生成预处理数据。

图像处理器34从预处理器33接收预处理数据并且进行图像分析，包括通过一个或多个图像处理操作进行光密度测定和/或吸收测定的图像分析。所采集的骨和组织信息(例如，图像和密度信息)可通过操作而实时处理和显示给图像处理器34和/或处理单元36。处理单元36示例性地操作以将重建图像存储在大容量存储装置38中，其中作为非限制性示例，大容量存储装置38可包括硬盘驱动器、软盘驱动器、光盘读/写(CD-R/W)驱动器、数字通用光盘(DVD)驱动器、闪存驱动器和/或固态存储设备。如本文所用，术语计算机不仅限于本领域中称为计算机的那些集成电路，而是广义地指处理器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器、专用集成电路和任何其它可编程电路，并且这些术语在本文中可互换使用。应当认识到，如本文所述的处理器和/或控制器中的任何一个或多个处理器和/或控制器可由处理单元36履行或结合该处理单元履行，例如通过执行存储在处理单元36可访问并可执行的计算机可读介质上的计算机可读代码。

处理单元36也经由控制台40从用户(诸如操作员)接收命令和扫描参数，该控制台包括用户界面设备，诸如键盘、鼠标、语音激活型控制器、触摸屏或任何其它合适的输入装置。相关联的显示器42允许用户(诸如操作员)观察来自处理单元36的图像和光密度测定数据。命令和扫描参数由处理单元36用来向成像控制器26(包括DAS 32、x射线控制器28和门架电机控制器30)提供控制信号和信息。此外，处理单元36可操作检查台电机控制器44(其示例性地为成像控制器26)，其控制能够移动受检者支撑件(其示例性地为机动化检查台46)以将受检者22定位在门架12内。具体地讲，检查台电机控制器44调节检查台46以移动受检者22的多个部分。

在操作期间，系统10被配置为以双能x射线模式或单能x射线模式运行。在单能模式下，x射线源14以几keV的窄带能量来发射x射线，并且在大约20keV-150keV的诊断成像范围内发射x射线。在双能模式下，x射线源14按两个或更多个同时或快速连续发射的能量范围来发射辐射。x射线源14也可被配置为在诊断成像范围内，发射超过几keV的单个宽带能量。可通过增大或减小x射线源14的电压和/或电流，使系统10在双能模式与单能模式之间切换。也可利用K边滤波器和能量鉴别检测器，在双能模式和单能量模式之间切换系统10。应当指出的是，x射线源14可发射不同能量或能量范围的x射线。

x射线源14可被配置为输出x射线的扇形光束16。x射线源14也可被配置为输出x射线的笔形光束(未示出)、x射线的锥形光束或其它构型。在一些实施方案中，处理单元36控制系统10以运行于单能模式或双能模式，以确定至少一些被扫描身体的骨或组织信息。一般来讲，系统10中的图像分辨率可基于检测器元件尺寸、源焦点尺寸和对象到检测器的距离。然后，可以将所采集的图像用于测量例如骨密度或其它骨和组织特性或含量。如上所述，双能x射线扫描可以是整个患者身体的直线扫描，其可以按如上所述的横向型扫描序列来进行。在双能x射线扫描期间，可采集患者的整个身体的图像，该图像包括与身体中的骨和组织相关的图像信息。整个身体的周身或全身扫描可以作为单次扫描操作来进行，该单次扫描操作可以是低剂量模式扫描。在一些实施方案中，代替周身或全身扫描，可以扫描身体的各个矩形区域，其可为单扫式扫描。一旦完成对患者或其一部分的扫描，检测器18所提供的双能信号就被分解成两种基本物质诸如骨和软组织的图像。可以将高能信号和低能信号进行组合，以提供具有优异信噪比的单能模式用于成像目的。

为了捕捉系统的操作状态以及/或者获得校准数据，在每次对受检者22进行双能x射线扫描期间，可连同受检者22一起来定位体模，使得受检者22和体模在单个扫描序列期间被扫描。体模相对于受检者22的示例性定位描述于下图3中。

转到图3，其示出了示例性DXA系统(诸如，图1和图2的成像系统10)的一部分300的示意图，从而示出在用DXA系统扫描期间体模相对于患者的示例性定位。具体地讲，在每次用DXA系统进行扫描期间，体模314连同患者316一起定位在DXA扫描检查台302上。DXA扫描检查台302可包括扫描表面303，该扫描表面包括患者扫描区域304和管/检测器停放区域310。在一个示例性实施方案中，患者316可以定位在患者扫描区域304上，并且体模314可以定位在停放区域310内。患者316和体模314可在单个扫描序列期间进行扫描。例如，在所示的实施方案中，在扫描序列期间，来自x射线源308的辐射射线312可穿过患者，并且在检测器306处获得患者316的投影数据(在本文中也称为患者投影数据)。在完全扫描患者之后，在同一扫描序列期间，可通过DXA系统来扫描体模314，并且可在检测器306处获得体模314的投影数据(在本文中也称为体模投影数据)。DXA系统的源308和检测器306的起始位置在320处示出，并且DXA系统的源308和检测器306的最终位置在340处示出。在本示例中，源308和检测器306可相对于彼此在箭头307所指示的相同方向上移动。

这样，可以用DXA系统来扫描患者316的整个身体和体模314。因此，在完成该扫描序列之后，获得患者投影数据和体模投影数据。在一个示例中，患者投影数据可用于图像重建，而体模投影数据可留待后用，诸如交叉校准，如下文结合图6至图8进一步所述。在另一示例中，体模投影数据可用于监测系统性能，如下文在图9中所述。

患者扫描数据可包括患者投影数据和患者的重建图像数据，而体模扫描数据可包括体模投影数据、通过投影数据所确定的校准数据和另外的校准数据。体模扫描数据还可包括体模图像重建数据。校准数据可包括转换率，该转换率将通过体模图像所检索到的像素值映射成重建患者图像中的图像像素值。扫描文件中的校准数据可包括与校准体模(例如，铝/人工树脂体模、QA体模等)、检测器状态(例如，偏差、坏点像素等)对应的图像信号数据，以及通过这些体模图像所计算的其它推导值。附加校准数据可包括一个或多个指示DXA系统对重建图像的物理影响的参数。一个或多个参数可包括采集参数，这些采集参数包括DXA系统在扫描时的温度、曝光时间、入射剂量、管电流和管电压，以及检测器效率(例如，信噪比)。可以注意到，这些采集参数未经校准；然而，这些校准数据可用于计算采集参数。

体模扫描数据，包括校准数据和附加校准数据，可以与患者扫描数据组合，并且随后传输至参考BMD空间。例如，DXA系统控制器可以将患者扫描数据与体模扫描数据嵌在一起，并将所组合的患者与体模扫描数据传输至参考空间。

虽然本示例示出了单个体模定位于DXA扫描台上的患者下方，但除了本文所示的底部位置之外或作为本文所示的底部位置的替代，其它实施方案可包括位于不同位置处的多于一个体模，诸如患者旁边、患者上方、患者旁侧。也可将体模定位在检查台下方的某个固定位置处。此外，以下实施方案也处于本公开的范围内：相对于扫描表面上的扫描区域中的任何位置处的患者，将单个体模定位在检查台上。

这样，通过在扫描序列期间连同患者一起扫描体模，可以通过在每次患者扫描期间的体模扫描数据来生成校准数据。校准数据可在患者被扫描时捕捉系统状态，并且可用于进行一种或多种类型的校准，如下文结合图6至图9进一步所述。

图4示出了可用于连同患者一起进行扫描的示例性体模400的示意图。在每次扫描期间，该体模可用于获得除患者扫描数据之外的校准数据。体模400可包括基底402，该基底具有由不同材料构成的多个插入件404，每个插入件具有不同的密度。基底402可包括软组织状背景材料，诸如人工树脂。每种材料可包括例如骨、软组织和蛋白质中的一种或多种的组合。本示例性体模400示出了多种由不同材料制成的插入件404，这些材料具有不同的密度并且按矩阵图案进行布置。插入件的其它布置方式也处于本公开的范围内。

在一个示例性实施方案中，多个插入件可以是目标材料所制的不同插入件，具有不同厚度和/或密度。

在另一示例性实施方案中，每行插入件可由不同的材料制成，并且在每行内，插入件可由具有不同密度和/或厚度的同类材料制成，如图所示。

在一些示例性实施方案中，可利用已知标准体模来获得校准数据。示例性的已知体模可包括但不限于各种脊椎体模。

在任何情况下，可以高精度和高重复性确定并储存体模特性(包括插入件组合物)，以实现体模复制而用于校准。

转到图5，其示出了示例性框图，该框图示出了用于存储、处理和访问来自多个DXA系统中的多项扫描数据的模型500。多项扫描数据中的每一项扫描数据可包括用每个系统所获得的患者扫描数据和体模扫描数据。

模型500描绘了从第一系统510(系统A)所获得的第一组扫描数据502以及从第二系统530(系统B)所获得的第二组扫描数据504。在一个示例中，扫描数据502可存储在第一系统510的处理器、与第一系统510的处理器通信的边缘设备或它们的任何组合的非暂态存储器中。类似地，扫描数据504可存储在第二系统530的处理器、与第二系统530的处理器通信的边缘设备或它们的任何组合的非暂态存储器中。此外，第一系统510和第二系统530中的每一者可通信耦接至参考空间520，如分别由508和506所指示。具体地讲，第一系统510的处理器和第二系统530的处理器可通信耦接至参考空间520的处理器。该参考空间可以是以下一项或多项：具有参考空间控制器和非暂态存储器的基于云的参考空间、与DXA系统的处理器通信并具有设备控制器和设备非暂态存储器的边缘设备、与DXA系统通信并具有远程控制器和非暂态存储器的远程设备，或它们的组合。

在用每个DXA系统进行每次扫描期间，通过将体模(诸如，图4中的体模400)连同患者一起进行成像，来获得患者扫描数据和体模扫描数据。因此，来自第一系统510的第一组扫描数据502可包括：第一扫描数据，包括与体模扫描数据513嵌在一起的患者扫描数据512，该体模扫描数据在用第一系统510进行第一扫描期间于第一时间点处获得；第二扫描数据，包括与体模扫描数据515嵌在一起的患者扫描数据514，该体模扫描数据在用第一系统51O进行第二扫描期间于第二不同时间点处获得等等。类似地，来自第二系统530的第二组扫描数据504可包括：第二系统的第一扫描数据，包括与体模扫描数据533嵌在一起的患者扫描数据532，该体模扫描数据在用第二系统530进行第一扫描期间于第一时间点处获得；第二系统的第二扫描数据，包括与体模扫描数据535嵌在一起的患者扫描数据534，该体模扫描数据在用第二系统530进行第二扫描期间于第二不同时间点处获得等等。此外，来自每个系统的扫描数据可包括同一患者的扫描数据、不同患者的扫描数据，或它们的任何组合。此外，与第一系统510一起使用的体模可具有与同第二系统530一起使用的体模相同的类型或具有高度类似的特性(例如，背景材料特性和插入件特性)；反之亦然。

在一个示例性实施方案中，可以基于对应的体模扫描数据，对每项患者扫描数据应用转换。该转换可产生一个函数，该函数具有一个或多个可用于进行回归分析的系数。因此，在一个示例中，校准数据可包括具有一个或多个系数的多项式函数。

每项患者扫描数据连同校准数据一起可存储在参考空间520中。具体地讲，对于每个系统的每次扫描，通过从一个或多个预定区域中的对应体模扫描数据中检索出特定像素值并且将患者图像像素值映射成体模扫描图像中的特定像素值，来确定对应的扫描转换。每次转换可产生多项式，该多项式可包括但不限于将每次扫描的骨骼图像中的图像像素值转换到参考空间520中的一组多项式系数。因此，在此示例中，校准信息可包括一组多项式系数，并且将基于体模扫描数据的校准信息嵌入到每次患者DXA扫描，并且不仅捕捉患者数据，而且捕捉系统对图像的物理影响(温度、校准状态、管老化度、检测器效率等)的快照。

此外，每位患者的所有扫描数据，包括患者扫描数据和体模扫描数据，可独立于系统制造商/型号而存储在BMD参考空间520中。标准化BMD值(sBMD)可在参考空间520中进行评估，并且与也提供交叉校准信息的任何其它系统数据进行比较，前提条件是相应的体模为相同类型和/或具有高度重复性。换句话讲，具有从系统A 510所采集的并提交给新系统B530进行检查的扫描数据的患者可以用更高准确性和重复性来比较sBMD值。对参考空间中的sBMD值的示例性评估描述于图7中。

也可以将经过已知嵌入式转换的群体数据505转换到参考BMD空间中并且用作诊断基线。群体数据可包括：基于年龄和性别中的一者或多者的针对某群体的平均群体BMD值。在一个示例中，群体数据505可用于确定给定患者的z评分和T评分中的一者或多者。

虽然本示例示出了两个DXA系统，但参考空间520可存储来自多个DXA系统的扫描数据。

图6示出了根据一个实施方案的示出了用于量化患者骨矿物质的示例性方法600的概要流程图。具体地讲，方法600涉及基于患者扫描数据，测量骨矿物质密度，该患者扫描数据通过用DXA系统诸如图1和图2所描述的系统扫描患者而获得。本文将参考图1和图2所描绘的系统和部件来描述方法600，但应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，该方法可应用于其它系统。方法600可以由处理单元36来执行，并且可作为可执行指令而存储在处理单元36的非暂态存储器中。除此之外或另选地，方法600可以由以下项来执行：连接至处理单元的边缘设备、与处理单元通信的云或它们的任何适当组合。

方法600在602处开始。在602处，方法600从用户获得所需的扫描参数。所需的扫描参数可包括患者参数(例如，身高、体重等)和扫描体积(例如，全身、股骨颈、整个髋部、腰椎)。所需的参数可包括指定用于扫描的能量水平。此外，可以在获得所需扫描参数之前或之后对患者进行定位。在任何情况下，当患者定位在DXA检查台的扫描区域之上时，可确定患者的定位是否适于进行扫描。例如，控制器可评估患者是否定位在DXA检查台的所需扫描区域内，并且可进一步基于扫描体积，来评估患者的关注部分(例如，髋部)是否适当地(例如，处于相对于身体的纵向轴线的某角度内)定位并且在DXA系统的扫描路径中。基于定位评估，控制器可向用户提供指示信息。例如，如果检测到患者定位错误，则控制器可提供指示该错误的警报，并且可提供校正错误的建议。

接下来，在获得扫描参数和/或确认患者定位之后，方法600可包括基于所需的扫描参数来调节系统。调节系统可包括：将检测器和源移动到用于扫描的初始位置。在一个示例中，系统调节可以是自动的，其中在确认以下一项或多项之后，控制器可以将源和检测器移动到初始位置：确认患者的存在和位置，以及收到扫描参数。在另一示例中，系统可以由用户进行调节。

接下来，方法600前进至606，以确定体模是否定位在扫描区域内。即在启动扫描之前，控制器可以确定体模是否定位在扫描区域内。此外，控制器可确定体模是否定位在DXA系统的扫描路径内。在一个示例中，体模可相对于患者而定位在DXA检查台的扫描表面上和扫描区域内(例如，沿着患者脚部下方的患者身体的纵向轴线)。如上文结合图3所论，体模可定位在扫描表面上相对于患者的其它位置处。扫描仪表面上的其它位置可以包括：沿着患者头部上方的患者身体的纵向轴线、沿着平行于纵向轴线的轴线(即，在患者的一侧)或者扫描仪表面上与患者相邻的任何位置，使得在单次扫描期间扫描患者和体模。例如，基于来自耦接至扫描表面的传感器的信息，控制器可确定扫描表面上体模的存在。此外，在一些实施方案中，可以使用不止一个体模。

如果未检测到体模，则606处的答案为否，并且方法600可前进至605。在605处，方法600包括提示用户在扫描区域内定位体模。然后，方法600可以继续监测体模的存在。如果在扫描区域内确认存在体模，则方法600前进至608。在608处，方法600包括在单个扫描序列期间，扫描患者和体模。例如，当体模定位在患者脚部下方时，在全身扫描期间，扫描仪可以在患者头部上方的第一位置处启动扫描，并且继续扫描，直到扫描患者和体模两者。在部分身体扫描期间，扫描仪可以在患者胸部上方的位置处启动扫描，并且继续扫描，直到患者和体模的所需部分均被扫描。在一些实施方案中，可以在扫描患者和体模之前和/或之后单独进行体模的附加扫描。这些附加扫描也可用于校准目的。

接下来，在610处，方法600包括在检测器处获得扫描数据，该扫描数据包括通过患者扫描所得到的患者扫描数据以及通过体模扫描所得到的体模扫描数据。

接下来，可以将患者扫描数据和体模扫描数据用于一个或多个路径。在一个路径中，在624处，可以将患者扫描数据和体模扫描数据用于生成患者扫描图像和体模扫描图像。此外，在626处，方法600包括基于患者扫描数据、患者扫描图像、体模扫描数据和体模扫描图像中的一者或多者，量化患者骨矿物质信息，包括患者骨矿物质含量和骨矿物质密度。

接下来，在628处，可以经由用户界面，将患者扫描图像显示给用户。另外，可显示包括骨矿物质含量和骨矿物质密度的定量数据。在一些实施方案中，可以向用户指示以下项：指示相对于健康成人群体的平均骨密度的偏差量的T评分、以及指示相对于患者年龄和性别相同的健康成人群体的平均骨密度的偏差量的Z评分。此外，可基于患者扫描数据和体模扫描数据来计算附加测量结果，诸如脂肪质量(FM)、瘦软组织质量(LSTM)、去脂质量(FFM)和软组织质量(STM)。在一个示例中，体模图像可以显示给用户。在一些示例中，如果未获得体模扫描数据，则控制器可以经由界面向用户提供未获得体模扫描数据的警报。

在610处获得的患者扫描数据和体模扫描数据也可用于计算标准化BMD值和交叉校准公式。因此，在612处，除了生成患者扫描图像并且量化BMD和BMC之外，方法600还包括处理参考空间(诸如，图5中的参考空间520)的患者扫描数据和体模扫描数据。在614处，处理针对参考空间的患者扫描数据和体模扫描数据包括检索通过体模扫描数据所重建的体模图像上的多个预定区域的特定像素值。在一个示例中，多个预定区域可以包括多个校准体模插入件(诸如，图4的插入件404)内的多个区域，以及位于校准体模基底(诸如，图4的基底402)上的一个或多个区域。

此外，处理患者扫描数据和体模扫描数据用于校准包括在616处，确定一种转换来将从体模图像中检索出的像素值映射成重建患者图像中的图像像素值。

此外，在618处，可以从体模扫描数据中获得附加校准信息，包括系统温度的影响、管老化的指示信息、检测器效率、曝光时间、入射剂量、管电流和管电压等。此外，除了目标材料插入件之外，体模还可包括体模内部的其它对象，从而提供附加信息，诸如空间分辨率、像素增益映射图等。此外，可获得一个或多个患者参数，包括患者信息，诸如身高、体重、性别等；系统参数，包括系统信息、系统温度、输出电压、额定电流等；以及环境参数，包括DXA系统环境中的环境温度、环境压力和环境湿度。

继续至620，方法600包括将全部校准数据与患者扫描数据嵌在一起。全部校准数据可包括将体模数据映射成患者数据的转换系数以及上文所指示的其它附加校准数据。具体地讲，对于每次扫描，获得患者扫描数据和体模扫描数据，并且将每项患者扫描数据与对应的校准数据嵌在一起，该校准数据从与患者一起扫描的校准体模的体模扫描数据中获得。在一个示例中，全部校准数据可包括将患者扫描中的图像像素值转换为体模组成的函数。例如，可以获得从图像像素值到体模每个预定区域中的已知材料组成/厚度/密度的转换。通过各种预定区域，可以进行回归以找到将患者扫描中的图像像素值转换到体模组成空间的函数。

接下来，在616处，方法600包括将所嵌入的患者扫描数据存储在参考空间中。该参考空间可以是以下一项或多项：具有参考空间控制器和非暂态存储器的基于云的参考空间、与DXA系统的处理器通信并具有设备控制器和设备非暂态存储器的边缘设备、与DXA系统通信并具有远程控制器和非暂态存储器的远程设备，或它们的组合。

在一个示例中，可以在参考空间中进行患者骨矿物质定量，并且可以将BMD值存储在参考空间中。在其它实施方案中，控制器可计算BMD值，并且扫描数据和BMD值可进行转换并存储在参考空间中。除了将所嵌入的患者扫描数据存储在参考空间中之外，可以将所嵌入的患者扫描数据和患者BMD值存储在处理单元的非暂态存储器中。

然后方法600在两个路径完成时结束。

这样，通过每次扫描，可获得指示对骨矿物质定量的总体系统影响的校准数据，并且将其存储在参考空间中。可在需要时检索出校准信息，并且用于以下一项或多项：自动交叉校准，如下文结合图7所述；组合交叉校准，如下文结合图8所述；以及系统性能评估，如结合图9所述。

图7示出了根据一个实施方案的示出用于比较在两个不同系统之间所获得的BMD值的示例性方法700的概要流程图。具体地讲，在用两个不同系统中的每个系统进行扫描期间，可以连同患者一起扫描体模，以获得针对每个系统的患者扫描数据和体模扫描数据。来自每个系统的体模扫描数据可用于获得用每个系统为患者所测的标准化BMD值，从而实现比较每个系统之间的BMD值，而无需在使用不同系统时建立基线。本文将参考图1至图5所描绘的系统和部件来描述方法700，但应当理解，在不脱离此公开的范围的情况下，该方法可应用于其它系统。方法700可以由参考空间(诸如，参考空间520)的参考空间控制器来执行，并且可作为可执行指令而存储在参考空间控制器520的非暂态存储器中。除此之外或另选地，方法700可以由以下项来执行：与参考空间通信的边缘设备、与参考空间通信的云或它们的任何适当组合。

方法700在702处开始。在702处，方法700包括从第一系统接收第一患者的第一患者扫描数据、以及连同第一患者一起扫描的第一体模的第一体模扫描数据。在收到第一患者扫描数据和第一体模扫描数据之后，方法700前进至704。在704处，方法700包括基于第一患者扫描数据生成第一组BMD值。第一组BMD值可包括第一全身BMD中的一项或多项；关注区域的一个或多个BMD(ROI BMD)，包括第一腰椎BMD、第一股骨颈BMD和第一全髋BMD；以及一个或多个局部BMD值，诸如，第一全臂BMD、第一脊椎BMD、第一躯干BMD、第一骨盆BMD和第一腿部BMD。

在一个示例中，第一组BMD值可以通过如下方式来获得：通过第一患者扫描数据，重建第一扫描图像；并且基于第一扫描图像的每个像素的高强度衰减值和低强度衰减值来量化BMD。如前所论，高强度值和低强度值可通过用DXA系统进行双能(高能和低能)扫描来获得。

在另一示例中，可以在第一系统的图像处理控制器处生成重建图像，并且因此，第一患者扫描数据可包括第一患者图像重建数据。然后可以传输包括第一患者图像重建数据的第一患者扫描数据并将其存储在参考空间控制器的非暂态存储器中。因此，在生成第一组BMD值期间，参考空间控制器可以利用所重建的图像数据来计算第一组BMD值。

接下来，方法700包括在706处接收第一患者的第二患者扫描数据以及稍后从不同的第二系统所获得的第二体模的第二体模扫描数据。该不同的第二系统可来自与第一系统不同的制造商或来自与第一系统相同的制造商的不同版本。此外，第二体模和第一体模在构造和设计上可类似。示例性体模在图4中示出。在收到第二患者扫描数据和第二体模扫描数据之后，方法700前进至708。在708处，方法700包括通过第二患者扫描数据，生成第二组BMD值。类似于第一组BMD值，第二组BMD值可包括以下一项或多项第二全身BMD、一个或多个局部BMD、以及通过第二患者扫描数据所确定的一个或多个ROI BMD。

如上文针对第一组BMD值所论，第二组BMD值可通过如下方式生成：将第二患者扫描数据用于重建第二扫描图像，并且基于第二扫描图像来计算BMD值。在另一示例中，可以在第二系统的图像处理器处重建第二扫描图像，可以将第二重建图像数据与第二患者扫描数据一起传输至参考空间。基于从第二系统接收的第二重建图像数据和第二患者扫描数据，参考空间控制器可生成第二组BMD值。

在生成第一组BMD值和第二组BMD值之后，方法700前进至710。在710处，方法700可包括确定第一体模扫描数据和第二体模扫描数据之间的相关性因子。确定相关性因子可包括基于用第一系统所获得的第一体模扫描数据，生成第一组体模BMD值；以及基于用第二系统所获得的第二体模数据，生成第二组体模BMD值。由于在用第一系统和第二系统中的每个系统进行扫描期间使用具有类似特点的体模，因此可以比较第一组体模BMD值和第二组体模BMD值。例如，可以在第一组体模BMD值与第二组体模BMD值之间进行回归分析，并且可基于该回归分析来确定相关性因子。取决于回归模型的复杂性，可以基于用每个系统在比较之下所获得的体模扫描数据的分布，通过一元回归法和多元回归法中的任一方法进行回归分析。

虽然本示例性方法按顺序示出了多组患者BMD值和相关性因子的生成过程，但应当理解，一旦获得第一扫描数据和第二扫描数据，就可以按任何顺序来计算多组BMD值和相关性因子。在基于第一体模扫描数据和第二体模扫描数据而获得了第一组BMD值和第二组BMD值以及相关性因子之后，方法700前进至712。

在712处，方法700包括基于相关性因子，调节第二组BMD，以实现以下项之间的直接比较：第一患者的第一组BMD值(基于用第一系统在第一较早时间所获得的第一患者扫描数据)和第二组调节BMD值(基于用第二系统在第二较晚时间所获得的并且基于用第一系统所获得的第一体模扫描数据进行调节的第二患者扫描数据和第二体模扫描数据)。在一些示例中，可基于相关性因子来调节第一组BMD，以实现第一患者的第一组调节BMD值与第二组调节BMD值之间的直接比较。即，可以对新机器进行旧测量结果的调节。

这样，可以自动进行交叉校准，并且基于来自体模扫描数据中的校准数据，可以自动调节BMD值。

在一个示例性实施方案中，可以将参考空间中所存储的多项患者扫描数据和多项对应的体模扫描数据(即，在多次患者扫描中的每次扫描中所获得的体模扫描数据)用于两个DXA系统之间的交叉校准。例如，可以用不同的第二DXA系统来替换第一DXA系统。为了使用来自第一系统的扫描数据和DXA测量结果(例如，作为后续研究的参考，用于在一段时间内监测患者的骨骼健康，监测疾病进展，监测治疗效果等)，进行第一系统与第二系统之间的交叉校准。在交叉校准期间，可以从参考空间中检索出来自用第一系统所获得的多项体模扫描数据和患者扫描数据的校准数据，并且将其与来自第二系统的患者扫描和体模数据一起用于回归分析。因此，由于校准数据可从参考空间获得，所以可以不用先前第一系统来进行附加患者扫描。下面在图8中讨论了一种用于进行交叉校准的示例性方法。

转到图8，其示出了一种概要流程图，该概要流程图示出了用于在第一先前系统与第二先前系统之间进行交叉校准的示例性方法800。根据一个实施方案，通过利用来自每个系统的多项患者扫描数据和多项对应的体模扫描数据，可进行交叉校准。将参考图1至图5的系统和部件来描述方法800，但应当理解，在不脱离此公开的范围的情况下，该方法可应用于其它系统。方法800可以由处理单元36执行，并且可作为可执行指令而存储在处理单元36的非暂态存储器中。除此之外或另选地，方法800可由以下项执行：参考空间控制器、连接到处理单元的边缘设备、与处理单元通信的云、或它们的任何适当组合。

方法800在802处开始。在802处，方法800包括接收用户输入。用户输入可经由DXA系统的用户界面(诸如，图2中的用户界面40)来获得。接下来，在804处，方法800基于用户输入，确定是否需要进行交叉校准。如果答案为是，则方法800前进至进行交叉校准，如下文进一步所论。如果804处的答案为否，则方法800前进至基于用户所指示的所需操作，调节系统参数。然后方法800返回。

返回至804，如果答案为是，则方法800前进至807。在807处，方法800包括接收交叉校准参数。交叉校准参数可包括待交叉校准的多个系统的一项或多项指示，包括待交叉校准的系统数量以及待交叉校准的系统的标识。交叉校准参数还可包括其扫描数据可用于进行交叉校准的多个受检者以及获得用于进行交叉校准的扫描数据的时间段(例如，自交叉校准之日起60天内)。

收到交叉校准参数之后，方法800前进至进行交叉校准。进行交叉校准包括在808处，经由参考空间，接收用第一先前系统所获得的多项先前患者扫描数据和对应的先前校准数据。如上所论，在每次扫描期间，除了扫描患者之外，还可扫描一个或多个体模(例如，校准体模)。因此，通过每项患者扫描数据，获得对应的体模扫描数据。将从对应的体模扫描数据中检索出的校准数据与患者扫描数据嵌在一起并且存储在参考空间中。当需要进行交叉校准时，诸如响应于系统改变，可以从参考空间中检索出与对应的校准数据嵌在一起的患者扫描数据。这样，可以检索出与对应的校准数据嵌在一起的多项先前扫描数据。在一个示例中，多项先前扫描数据可以基于所需的受检者数量。所需的受检者数量可以基于例如用户所指示的交叉校准参数。另选地，基于一个或多个系统和校准类型，可自动确定所需的受检者数量。基于所需的受检者数量，可以检索出所需数量的先前扫描数据和对应的校准数据。此外，可以将附加参数(诸如，扫描时间)视为扫描数据而用于交叉校准。例如，扫描数据可选自在替换先前系统之前的60天内所进行的扫描。

进行交叉校准包括在812处，获得多项当前患者扫描数据和对应的当前校准数据。通过用与先前系统一起进行交叉校准的当前系统来扫描多个受检者，可获得多项当前患者扫描数据。用当前系统所扫描的多个受检者可以是多个从先前系统中检索出扫描数据的受检者(在808处)。因此，对于相同的多个受检者，从参考空间中检索出多项先前扫描数据和对应的校准数据，并且通过用当前系统来扫描多个受检者中的每个受检者，来获得多项当前扫描数据和对应的当前校准数据。这样，对于两个系统(先前系统和当前系统)之间的交叉校准，获得多个受检者的两组扫描数据，包括多项先前扫描数据和对应的先前校准数据，以及多项当前扫描数据和对应的当前校准数据。这两组扫描数据可用于先前系统与当前系统之间的交叉校准，如下文进一步所论。

通过检索出包括用先前系统而由多个受检者所获得的校准数据的扫描数据，可减少在两个系统的交叉校准期间的附加扫描项。因此，减少了受检者的辐射照射，并且减少了进行交叉校准所耗的时间。

接下来，从先前系统中检索出多项先前扫描数据之后，方法800前进至810。在810处，方法800包括基于多个受检者的先前扫描数据，生成多个先前患者BMD值和多个体模BMD值。此外，多项当前患者数据和对应的当前校准数据可用于生成当前BMD值。因此，在获得了多项当前扫描数据(来自步骤812)之后，方法800包括基于多个受检者的当前扫描数据，生成多个当前患者BMD值和多个当前体模BMD值。

在获得了多个先前患者BMD值和体模BMD值以及多个当前患者BMD值和体模BMD值之后，方法800前进至816。在816处，方法800包括进行以下项之间的回归分析和一致性分析中的一项或多项：由先前系统基于多项先前扫描数据所计算的多个先前BMD值(来自步骤810)；以及由当前系统用多项当前扫描数据所计算的多个当前BMD值(来自步骤814)。具体地讲，第一回归分析可以在多个先前患者BMD值与多个当前患者BMD值之间进行；并且第二回归分析可以在多个先前体模BMD值与多个当前体模BMD值之间执行，以便确定先前DXA系统与当前DXA系统之间的关联。第一回归分析可包括以下项之间的回归分析：先前系统和当前系统针对受检者的全身、关注区域(ROI BMD)所测的BMD值，包括受检者的腰椎BMD、股骨颈BMD、和全髋BMD；以及一个或多个局部BMD值，诸如，受检者的全臂BMD、脊椎BMD、躯干BMD、骨盆BMD和腿部BMD值。第二回归分析可包括先前校准体模与当前校准体模之间的多个关注区域(例如，每个区域包含密度范围不同的材料)的回归分析。

此外，可以进行多个先前患者BMD值与多个当前患者BMD值之间的第一一致性分析；以及多个先前体模BMD值与多个当前BMD值之间的第二一致性分析，以便评估来自先前DXA系统与当前DXA系统的测量结果之间的一致性。

在一个示例中，第一回归分析和第二回归分析可利用线性回归模型来进行。此外，应当理解，除此之外或另选地，可利用包括Deming回归和多元回归的其它回归模型，并且这些模型在本公开的范围内。

关于一致性分析，在一个示例中，可以利用Bland和Altman分析来进行第一一致性分析和第二一致性分析。应当理解，可另外地或另选地采用包括Pearson相关性分析的其它一致性和/或相关性分析方法，并且这些方法在本公开的范围内。

继续至818，方法800包括基于当前系统测量结果与先前系统测量结果之间的回归分析和相关性分析，获得当前系统的一组校正因子。具体地讲，获得该组校正因子可包括：基于先前患者BMD值和当前患者BMD值之间的第一回归分析，获得第一组校准公式(以下称为体内校准公式)，每个校准公式对应于两个系统之间的受检者的不同解剖区域的BMD值的回归分析；以及基于先前体模BMD值和当前体模BMD值之间的第二回归分析，获得第二组校准公式(以下称为体外校准公式)，每个校准公式分别对应于使用先前系统和当前系统对先前体模和当前体模之间的不同关注区域的BMD值的回归分析。

获得多组校正因子，每个校正因子对应于所扫描的受检者身体的不同部位(例如，全身、股骨颈、全髋、腰椎、其它局部ROI等)还包括基于体外校准公式，调节体内校准公式；以及获得最终一组校准公式，每个最终校准公式对应于受检者身体的不同部位。例如，基于用先前系统所获得的一组先前全身BMD值与用当前系统所获得的一组当前全身BMD值之间的回归分析的全身体内校准公式可如下：

全身BMD

其中α1是基于以下项之间的回归分析所确定的全身校正因子：由先前系统所获得的全身BMD测量结果；与由当前系统所获得的全身BMD测量结果。

此外，基于一组先前体模BMD值与一组当前体模BMD值之间的回归分析的体外校准公式可如下：

体外BMD

其中α2是基于以下项之间的回归分析所确定的全身校正因子：由先前系统所获得的体模BMD测量结果；与由当前系统所获得的体模BMD测量结果。

可以比较全身体内校准公式和对应的体外校准公式，并且可基于体外校准公式来调节全身体内校准公式以获得最终校准公式，最终全身校准公式可如下：

最终BMD

其中B是基于α1和α2所确定的最终全身校正因子。

类似地，可获得针对ROI BMD值和局部BMD值的最终校准公式和校正因子。这样，可针对当前系统获得一组最终校正因子，其可用于建立用先前系统所扫描的患者的基线。通过利用来自先前系统并且包括所嵌入的校准数据的扫描数据，可以减少在用以建立校正公式并评估两个系统的一致性的交叉校准期间，用先前系统进行的附加扫描。

虽然上述示例示出了BMD值的校准公式和校正因子的确定过程，但也可获得利用DXA系统的任何其它测量结果的校准公式和校正因子，包括BMC；内脏质量测量结果，诸如，脂肪质量(FM)、瘦软组织质量(LSTM)、去脂质量(FFM)和软组织质量(STM)；蛋白质定量测量结果；利用造影剂的测量结果等。

此外，除了进行回归分析并且获得当前系统相对于先前系统的校准公式之外，可通过如下方式来采用先前系统与当前系统之间的一致性：利用一种或多种方法，诸如，Bland和Altman分析、Pearson相关性等。

获得了当前系统的一组校正因子之后，方法800前进至820。在820处，方法800包括基于该组校正因子，在当前系统中，为用先前系统所扫描的多个患者建立基线。然后方法800结束。

图9示出了示出了根据一个实施方案的用于评估DXA系统性能的示例性方法900的概要流程图。在DXA系统(诸如，图1和图2所描述的系统)的操作期间，可进行常规校准以确保与系统测量结果的一致性和精度，并且也评估测量结果中是否存在诸如由于系统因素和环境因素(包括温度和压力)所导致的变化。然而，每天进行常规校准会很耗时。在一些情况下，由于系统因素和环境因素，测量结果的变化会发生在进行下一次常规校准之前的扫描周期期间，并且直到下一次校准才会被检测出来。通过与患者一起来扫描校准体模，除了BMD和其它骨骼与质量测量结果之外，可以将来自扫描的数据用于监测和评估每次扫描的系统性能，并且如下所论，指示何时需要进行校准。这样，可提高DXA系统的精度、一致性和效率。

将参考图1至图5的系统和部件来描述方法900，但应当理解，在不脱离此公开的范围的情况下，该方法可应用于其它系统。方法900可以由处理单元36或参考空间控制器来执行，并且可作为可执行指令而存储在处理单元36或参考空间控制器或它们的组合的非暂态存储器中。

方法900在902处开始。在902处，方法900包括在扫描周期期间，获得第一扫描数据、第二扫描数据等等直至第n扫描数据。在一个示例中，扫描周期可包括在一天内所进行的第一次扫描与最后一次扫描之间的周期。在另一示例中，扫描周期可基于扫描次数，并且因此，一天内可基于扫描次数而存在一个或多个扫描周期。在又一示例中，在校准之前或在系统操作期间的任何时间，用户可指示扫描周期和/或启动系统评估。用DXA系统所进行的每次扫描可以用校准体模(诸如，图4所描述的校准体模)来进行。因此，每项扫描数据可包括患者扫描数据和校准体模数据。

接下来，方法900前进至904。在904处，方法900包括获得在扫描周期期间所获得的每项体模扫描数据的骨矿物质量化指标。在一个示例中，可以获得在第一扫描周期期间的每项体模数据的BMD值。

接下来，在906处，方法900包括确定在扫描周期期间的至少两次体模扫描之间的骨矿物质量化一致性。骨矿物质量化一致性可通过使用例如相关性和/或一致性分析来评估。在一个示例中，可以在来自两次后续扫描的体模骨矿物质量化值之间进行相关性和/或一致性分析。在另一示例中，可以在从扫描周期期间的任何两次扫描所获得的骨矿物质量化值之间进行相关性和/或一致性分析。在又一示例中，可以例如在常规校准期间获得参考扫描，并且可以在扫描周期期间，在参考扫描与每次扫描之间进行相关性和/或一致性分析。

相关性和/或一致性分析可通过Pearson相关性方法、Bland-Altman分析等中的任一方法来进行。除此之外或另选地，可使用其它方法诸如线性回归，由系统来评估扫描之间的骨矿物质定量的精度。

接下来，方法900前进至908。在908处，方法900包括评估相关性系数是否大于阈值。例如，基于一致性分析，可获得指示了两次扫描之间的体模骨矿物质定量之间的相关性程度/一致性程度的相关性系数。

如果相关性系数不小于阈值，则体模量化值的相关性很高，表明多次扫描之间的体模定量差值较低。因此，如果908处的答案为否，则方法900前进至912以指示DXA扫描可继续进行而无需进一步校准。然而，如果相关性系数小于阈值，则方法900前进至910以指示体模值的相关性不高，因此在进行进一步扫描之前需要进行系统校准。

本公开的技术效果是DXA系统之间更快且更有效的交叉校准。此外，由于DXA系统可随时得到校准数据，因此可减少在DXA系统和另一DXA系统的交叉校准期间对受检者的附加扫描。因此，减少了受检者的辐射照射。本公开的另一技术效果是提高了BMD后续研究的准确性。本公开的又一技术效果是增加了BMD定量的准确性和重复性。本公开的另一技术效果是增加了用成像系统所生成的图像的准确性。

一种方法的实施方案包括：从第一DXA系统接收第一数据集，第一数据集包括受检者的第一扫描数据以及用第一DXA系统同时获得的体模的第二扫描数据；以及基于第一扫描数据和第二扫描数据的第一转换函数；从第二DXA系统接收第二数据集，第二数据集包括受检者的第三扫描数据以及用第二DXA系统同时获得的第二体模的第四扫描数据；以及基于第三扫描数据和第四扫描数据的第二转换函数；基于第一转换函数，生成受检者的第一组标准化骨矿物质量化值；基于第二转换函数，生成受检者的第二组标准化骨矿物质量化值；基于体模的第二扫描数据以及第二体模的第四扫描数据，确定相关性系数；以及基于相关性系数，校正第一组标准化骨矿物质量化值和第二组标准化骨矿物质量化值中的任一项。该方法的第一实施例包括在其中确定相关性系数包括：基于体模的第二扫描数据，生成第一组体模骨矿物质量化值；基于第二体模的第四扫描数据，生成第二组体模骨矿物质量化值；并且进行第一组体模骨矿物质量化值与第二组体模骨矿物质量化值之间的回归分析。在该方法的第二实施例中，其任选地包括第一实施例，并且还包括在其中该体模和第二体模具有相同的成分。在该方法的第三实施例中，其任选地包括第一实施例和第二实施例中的一项或多项，该方法还包括其中来自第一DXA系统的第一数据集在第一时间段获得，并且来自第二DXA系统的第二数据集在第二时间段获得，第二时间段晚于第一时间段。在该方法的第四实施例中，其任选地包括第一实施例至第三实施例中的一个或多个或每个实施例，该方法还包括：其中第一组标准化骨矿物质量化值包括第一组骨矿物质密度值和第一组骨矿物质含量值；并且其中第二组标准化骨矿物质量化值包括第二组骨矿物质密度值和第二组骨矿物质含量值。在该方法的第五实施例中，该方法任选地包括第一实施例至第四实施例中的一个或多个或每个实施例，该方法还包括基于第一转换函数，生成受检者的第一组标准化组织质量值；基于第二转换函数，生成受检者的第二组标准化组织质量值；基于体模的第二扫描数据以及第二体模的第四扫描数据，确定第二相关性系数；以及基于第二相关性系数，校正第一组标准化组织质量值和第二组标准化组织质量值中的任一项。在该方法的第六实施例中，该方法任选地包括第一实施例至第五实施例中的一个或多个或每个实施例，该方法包括基于第一转换函数，生成受检者的第一组标准化蛋白值；基于第二转换函数，生成受检者的第二组标准化蛋白值；基于体模的第二扫描数据以及第二体模的第四扫描数据，确定第三相关性系数；以及基于第三相关性系数，校正第一组标准化蛋白值和第二组标准化蛋白值中的任一项。

提供了一个针对x射线系统的实施方案。该x射线系统包括：源，该源被配置为发射辐射光束；检测器，该检测器被配置为检测辐射光束并且响应于所检测到的辐射生成电信号；以及处理器，该处理器通信耦接至检测器并且在非暂态存储器中配有指令，所述指令在被执行时使得处理器：用检测器采集受检者的当前扫描数据以及体模的当前扫描数据；检索受检者的先前扫描数据以及第二体模的先前扫描数据，这些数据均用不同系统中的不同检测器从通信耦接至该系统的参考空间中采集；基于该体模的当前扫描数据以及第二体模的先前扫描数据，计算相关性因子；并且基于受检者的当前扫描数据、体模的当前扫描数据和相关性因子，计算受检者的当前组骨矿物质量化值。在x射线系统的第一实施例中，该体模和第二体模各自由部分地嵌入背景材料中的多个插入件构成，多个插入件按矩阵图案进行布置，矩阵图案包括多个行和多个列；并且其中多个行中的每行由具有不同密度和不同厚度中的一种或多种的不同材料制成。在x射线系统的第二实施例中，其任选地包括第一实施例，在单个扫描序列期间，在受检者的当前扫描之后，获得该体模的当前扫描数据。在x射线系统的第三实施例中，其任选地包括第一实施例和第二实施例中的一者或两者，基于该体模的当前扫描数据与第二体模的先前扫描数据之间的回归分析来确定相关性因子。在x射线系统的第四实施例中，其任选地包括第一实施例至第三实施例中的一个或多个或每个实施例，处理器还在非暂态存储器中配有指令，所述指令在被执行时使得处理器确定该体模的当前组骨矿物质量化值；用体模的参考组骨矿物质量化值来进行一致性分析；基于一致性分析，确定相关性系数；并且响应于相关性系数低于阈值，指示当前系统的校准要求；否则，指示继续操作x射线系统而无需校准。在x射线系统的第五实施例中，其任选地包括第一实施例至第四实施例的一个或多个或每个实施例，处理器还在非暂态存储器中配有指令，所述指令在被执行时使得处理器从该体模的当前扫描数据中获得校准数据；将校准数据与受检者的当前扫描数据嵌在一起，并且将所嵌入的受检者的当前扫描数据传输至与处理器通信的参考空间控制器。在x射线系统的第六实施例中，其任选地包括第一实施例至第五实施例中的一个或多个或每个实施例，获得校准数据包括确定转换函数的一个或多个转换系数，该转换函数将来自通过该体模的当前扫描数据所重建的体模图像中的多个像素值映射成多个受检者图像像素值，受检者图像像素值从通过受检者的当前扫描数据所重建的受检者图像中获得。在x射线系统的第七实施例中，其任选地包括第一实施例至第六实施例中的一个或多个或每个实施例，当前组骨矿物质量化值包括当前组骨矿物质密度值和当前组骨矿物质含量值。在x射线系统的第八实施例中，其任选地包括第一实施例至第七实施例中的一个或多个或每个实施例，源为双能x射线发射器。

一个实施方案涉及一种双能x射线吸收测定系统。该吸收测定系统包括门架，该门架包括辐射源，该辐射源被配置为发射辐射并且沿着扫描路径移动；以及辐射检测器，该辐射检测器被配置为沿着扫描路径移动以接收辐射，辐射源和辐射检测器耦接至门架的相对两端；检查台，该检查台设置在辐射源与辐射检测器之间，该检查台包括用于定位受检者和体模的扫描区域；处理器，该处理器通信耦接至辐射源和辐射检测器并且在非暂态存储器中配有指令，所述指令在被执行时使得处理器：从通信耦接至处理器的参考空间控制器接收多项先前受检者扫描数据和多项对应的先前校准数据，多项先前受检者扫描数据以及多项对应的先前校准数据通过用不同双能x射线系统来扫描多个受检者而获得；通过用双能x射线系统来扫描多个受检者而获得多项当前受检者扫描数据和多项对应的当前校准数据；在多项先前校准数据与多项当前校准数据之间进行回归分析；基于回归分析，获得双能x射线系统的一组校正因子；并且基于该组校正因子，在双能x射线系统中为多个受检者建立基线，该多个受检者用不同双能x射线系统进行扫描。在吸收测定系统的第一实施例中，通过用双能x射线系统来扫描校准对象连同多个受检者中的每个受检者，获得多项当前校准数据；并且其中通过用不同双能x射线系统来扫描不同校准对象与多个受检者中的每个受检者，获得多项先前校准数据。在x射线系统的第二实施例中，其任选地包括第一实施例，该校准对象和不同校准对象在结构和组成上类似，并且各自由部分地嵌入背景材料中的多个插入件构成，多个插入件按矩阵图案进行布置，矩阵图案包括多个行和多个列；并且其中多个行中的每行由具有不同密度的不同材料制成。在x射线系统的第三实施例中，其任选地包括第一实施例和第二实施例中的一者或两者，处理器还在非暂态存储器中配有指令，所述指令在被执行时使得处理器：将多项当前受检者数据中的每项与对应的校准数据中的每项嵌在一起；以及将所嵌入的当前受检者数据传输至参考空间控制器。

如本文所用，以单数形式列举并且以单词“一个”或“一种”开头的元件或步骤应当被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确说明此类排除。此外，对本发明的“一个实施方案”的引用不旨在被解释为排除也包含所引用特征的附加实施方案的存在。此外，除非明确地相反说明，否则“包含”、“包括”或“具有”具有特定特性的元件或多个元件的实施方案可包括不具有该特性的附加此类元件。术语“包括”和“在...中”用作相应的术语“包含”和“其中”的简明语言等同形式。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，而不旨在对其对象施加数字要求或特定位置次序。

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