DE69620869T2

DE69620869T2 - Verfahren und gerät zum messen des mineralgehaltes in den knochen eines skelettes

Info

Publication number: DE69620869T2
Application number: DE69620869T
Authority: DE
Inventors: Ragnar Kullenberg; Anders Ullberg
Original assignee: DEMETECH NORRKOEPING AB
Current assignee: DEMETECH NORRKOEPING AB
Priority date: 1995-01-12
Filing date: 1996-01-10
Publication date: 2003-06-05
Anticipated expiration: 2016-01-11
Also published as: CN1168174A; DE69620869D1; EP0803059A1; DK0803059T3; AU693987B2; HK1005383A1; EP0803059B1; SE504929C2; JP3787661B2; KR100420582B1; US5809104A; JPH10511882A; AU4461596A; CN1102240C; SE9500089D0; CA2210250A1; SE9500089L; WO1996021856A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen des Mineralgehalts in den Knochen eines Skeletts in einem Körperteil, der von einer Seite mit Röntgenstrahlen bestrahlt wird, die auf der gegenüberliegenden Seite des Körperteils erfasst werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Anordnung zum Messen des Mineralgehalts in Knochen im Skelett eines Körperteils.
Eine Krankheit, die sich in der gesamten industrialisierten Welt ebenso rasch ausbreitet wie in den Entwicklungsländern, ist die Osteoporose. Hauptsächlich sind von der Krankheit ältere Frauen betroffen, doch wurde kürzlich entdeckt, dass auch jüngere Menschen und Menschen beiderlei Geschlechts von der Osteoporose befallen werden können.
Um das Risiko dieser Krankheit zu verringern, erhalten ältere Frauen im Normalfall Medikamente, die eine hemmende Wirkung auf die Entkalkung des Skeletts haben. Zur Zeit erfolgt die Verabreichung dieses Medikaments in gewissem Masse willkürlich, da es mit den vorhandenen Methoden und Anordnungen schwierig und teuer ist, den Bedarf nach einer Medikation einzuschätzen. Demzufolge werden Menschen, die gar nicht an Osteoporose leiden, große Mengen an Medikamenten verordnet, während andere, die sehr wohl an dieser Krankheit leiden, nicht die Hilfe erhalten, die sie benötigen. Dies verursacht unnötiges persönliches Leid für die Betroffenen und unnötige Kosten für die Gesellschaft. Um dieses Problem zu bewältigen, hat es sich als notwendig erwiesen, die Osteoporose verlässlich diagnostizieren zu können.
Die beste Methode, festzustellen ob ein Mensch an Osteoporose leidet oder nicht, ist die Ermittlung des Knochen-Mineralgehalts in einem geeigneten Körperknochen. Zu diesem Zweck wurde eine große Zahl unterschiedlicher Geräte entwickelt.
In WO-A-86/07351 wird eine Anordnung zum Messen des Mineralgehalts im Fersenbein offenbart. Die Messanordnung ist auf einer Seite mit einem Kasten versehen, in dem eine Gamma- oder Röntgenstrahlenquelle untergebracht ist, zusammen mit einer Vorrichtung zur Strahlungserfassung auf der anderen Seite der Röntgenstrahlquelle. Die Erfassungsvorrichtung ist wiederum an einer Art Steuerungssystem angeschlossen, beispielsweise, einen Computer, mit dem die erhaltenen Ergebnisse analysiert werden. Damit die Anordnung zufriedenstellend funktionieren kann, muss der den Fuß umgebende Raum im Kasten mit Wasser gefüllt sein. Trotzdem sind die von der Anordnung gelieferten Ergebnisse nicht zufriedenstellend.
In US A-5 348 009 wird eine ähnliche Anordnung zum Messen des Mineralgehalts in Knochen offenbart, in der eine Strahlungsquelle auf einer Seite eines Kastens angebracht ist, der beispielsweise an einen Fuß angepasst ist. Auf der gegenüberliegenden Seite ist ein Detektor angebracht, der an eine Signalverarbeitungseinheit angeschlossen ist. Zusätzlich sind in dem Kasten zu jeder Seite rund um das zu messende Objekt Distanzmessgeräte untergebracht, um die Dicke des Knochens zu bestimmen. Diese Geräte sind ebenfalls mit der Signalverarbeitungseinheit verbunden, und der Mineralgehalt pro Volumeneinheit kann anhand einer Kombination der vom Strahlungsdetektor und vom Dickenmessgerät kommenden Signale festgestellt werden.
In EP-A-0 432 730 wird eine weitere Messanordnung zum Messen des Mineralgehalts in Knochen offenbart. Diese Anordnung umfasst einen Kasten, eine auf einer Seite des Kastens angebrachte Vorrichtung zur Generierung von Röntgenstrahlen, zusammen mit einem Mittel zur Erfassung von Röntgenstrahlen. Die Anordnung umfasst zudem einen Filter, der vor der Röntgenstrahlenvorrichtung angebracht ist und so variieren kann, dass das Spektrum des Röntgenstrahlensignals begrenzt wird, wodurch das Röntgenstrahlensignal in zwei unterschiedliche Energieniveaus unterteilt wird. Ein Nachteil dieser Methode liegt in der Tatsache, dass der Mineralgehalt im Knochen nur auf der Grundlage der von den beiden unterschiedlichen Röntgensignalniveaus erhaltenen Messwerte ermittelt wird, so dass es unmöglich ist, alle Komponenten der Ferse zu trennen und die Methode keine zuverlässigen Ergebnisse erbringt.
In US-A-4663772 wird ein Phantom zur Analyse des Mineralgehalts in Knochen offenbart, wobei ein Knochenmineralstandard von gewebeähnlichem Material mit unterschiedlichen Querschnitten umgeben wird. Das Phantom wird in einem Bildbereich eines tomografischen Scanners untergebracht. Durch eine Mehrzahl von unterschiedlichen Phantom-Querschnitten weiden Scans vorgenommen, um mehrere Phantombilddarstellungen zu rekonstruieren, die nach Größe geordnet in einem Korrekturspeicher gespeichert werden. Von einem Patienten, der auf einem Tisch im Bildbereich abgelegt ist, wird ein Bild gemacht, und eine Patientenbilddarstellung wird rekonstruiert und in einem Bildspeicher gespeichert. Ein Schaltkreis zur Berechnung der Scheibengröße bestimmt die Größe der Patientenscheibe. Der Korrekturspeicher wird mit der berechneten Größe gespeist, um die Phantombilddarstellung ähnlichster Größe abzurufen. Ein Bildkorrekturschaltkreis kalibriert die Patientenbilddarstellung gemäß der abgerufenen Phantombilddarstellung.
In GB-A-1546926 wird auf einen Röntgenapparat Bezug genommen, der eins Röntgenstrahiquelle und ein Messgerät zur Ermittlung der Röntgenstrahlintensität umfasst, die so angeordnet sind, dass die Strahlenstärke in Abwärtsrichtung eines von der Quelle bestrahlten Körpers für jede einer Mehrzahl von Strahlenwegen gemessen werden kann, die sich in der selben Körperebene durch den Körper erstrecken. Der Apparat ist auch mit einem Signalverarbeitungsmittel versehen, das zur Verarbeitung elektrischer Ausgangssignale von der Messvorrichtung geeignet ist, um Maßzahlen für die Werte zu liefern, die ein strahlungsbeeinflussender Parameter des Körpers in je unterschiedlichen Bereichen in den Körperebenen aufweist. Des weiteren umfasst der Apparat ein Ultraschallmittel zum Messen der Ausdehnung jedes Strahlenweges durch den Körper, um elektrische Korrektursignale für das Signalverarbeitungsmittel zu liefern. Diese Korrektur ist vorgesehen für die Kompensation der Tatsache, dass bei zunehmender Menge von Gewebe im Strahlenweg niedrige Röntgenenergieniveaus stärker gedämpft werden als die hohen Röntgenenergieniveaus.
Schließlich offenbart EP-A-0 549 858 eine Anordnung zur Ausführung von Messungen von Mineralgehalten in Knochen, wobei eine Röntgenstrahlenquelle mit zwei Energieniveaus oder Energiebändern verwendet wird, um die Menge einer bestimmten Substanz in einem physischen Objekt zu bestimmen. Der gesuchte Knochenmineralgehalt kann vermutlich infolge der Tatsache erhalten werden, dass die Erfindung eine besondere Berechnungsmethode verwendet, mittels derer bestimmte, für das Ergebnis unerwünschte Komponenten eliminiert werden. Allerdings erbringt dieses Verfahren auch in höchstem Maße unzuverlässige Ergebnisse, und im schlimmsten Fall können kranke Patienten als gesund diagnostiziert werden.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bewältigung des mit den älteren Röntgenanordnungen zum Messen des Mineralgehalts in den Knochen verbundenen Problems und der Vorschlag einer Methode zum Messen des Mineralgehalts in den Knochen eines Skeletts auf einfache und zuverlässige Art und Weise. Dieses Ziel wird durch die Methode und Vorrichtungen gemäss den Ansprüchen erreicht.
Im folgenden wird die Erfindung detaillierter und unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben:
Fig. 1 ist ein Umrissdiagramm der Hauptbestandteile des Geräts zum Messen des Mineralgehalts in Knochen;
Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung der Messeinheit, wobei die Oberseite des Kastens weggelassen ist;
Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung der Messeinheit nach Fig. 2, wobei die Abschirmung für den Körperteil ebenfalls weggelassen ist; und
Fig. 4 ist eine Darstellung der Anordnung nach der Erfindung zum Messen des Mineralgehalts in Knochen.
Die Anordnung gemäß der Erfindung umfasst im wesentlichen eine Messeinheit 1 und eine signalverarbeitende Einheit 7. Die Messeinheit 1 besteht aus einem Kasten 2, der an die Form eines Körperteils angepasst ist und an dessen einer Seite 2a eine Strahlungsquelle 3 zur Strahlung auf zwei Energieniveaus und an dessen anderer Seite 2b eine Strahlungsdetektormatrix 4 zur Erfassung der von der Strahlungsquelle 3 abgegebenen Strahlung angebracht ist.
Die Strahlungsquelle 3 wird vorzugsweise von einer Röntgenröhre gebildet, die Photonen auf zwei unterschiedlichen Energieniveaus abgeben kann, beispielsweise auf 30 kV und 75 kV. Diese Energieniveaus werden zur Bestimmung des Mineralgehalts im Knochen des Messobjekts 6 verwendet, und es ist deshalb wichtig, dass die Energieniveaus klar getrennt und klar definiert sind. Die unterschiedlichen Energieniveaus können beispielsweise zustande gebracht werden durch den Betrieb der Röntgenröhre 3 mit einem Generator, der zwischen verschiedenen Energieniveaus variieren kann. Eine weitere Methode zur Produktion von Röntgenstrahlen auf zwei Energieniveaus ist die Filterung der von einer Röntgenstrahlungsquelle 3 auf einem Niveau erhaltenen Strahlung.
Die Strahlungsdetektormatrix 4 zur Erfassung der Strahlung ist der Strahlungsquelle 3 gegenüberliegend positioniert. Die Detektormatrix 4 umfasst mehrere Elemente, die in Matrixform angeordnet sind und die die Strahlung, welche auf jeden Punkt bei einem bestimmten Ereignis oder innerhalb einer bestimmten Zeitspanne auftrifft, erfassen und quantifizieren kann.
Die Röntgenröhre 3 und die Detektormatrix 4 können entweder stationär sein oder eine lineare Bewegung über das Messobjekt 6 beschreiben. In beiden Fällen ist ein an die Röntgenröhre 3 angeschlossener Kollimator vorgesehen, wobei die Divergenz der Röntgenstrahlen so beschränkt werden kann, dass sie das Sichtfeld der Detektormatrix 4 abdecken.
Wenn die Röntgenröhre 3 in stationärer Position angeordnet ist, ist vor der Detektormatrix 4 ein speziell angeordneter Kollimator angebracht. Der Kollimator ist so konstruiert, dass er mit Öffnungen perforiert ist, deren Zähl jener der einzelnen Elemente in der dahinterliegenden Strahlungsdetektormatrix entspricht. Die Ausrichtung der Öffnungen ist so, dass sie vom Fokus der Strahlungsquelle divergieren, und jede Öffnung ist gegen jeden ihrer Punkte auf der Detektormatrix ausgerichtet. Der Zweck des Kollimators ist das Ausfiltern verstreuter Sekundärstrahlung, die zu Interferenzen führen kann, damit die durch die Öffnungen gehenden Strahlen parallel bleiben, und die übertragene Strahlung gegen die jeweiligen Punkte auf der Detektormatrix zu lenken. Der Kollimator kann aus Material gefertigt sein, das eine so hohe Dämpfung aufweist, dass nur die Strahlen, die durch die Öffnungen gehen, von der dahinter Gegenden Detektormatrix 4 erfasst werden.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel, bei dem die Röntgenröhre 3 zur Ausführung einer linearen Bewegung über das Messobjekt 6 gebracht wird, wird die Röntgenröhre 3 auf einem mechanischen Arm montiert. Dieser Arm bewegt sich im Verhältnis zu dem zu messenden Körperteil 6 auf eine Weise, dass die Abschnitte des Körperteils gescannt werden, die wesentlich für die Messung sind. Wenn der Detektor 4 so angeordnet ist, dass er sich mit der Röntgenröhre bewegt, kann die Detektormatrix 4 ein einzelnes Detektorelement umfassen.
Im Falle des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Messung des Mineralgehalts im Knochen in einem Fersenbein durchgeführt. Die Röntgenröhre 3 ist so angeordnet, dass sie einen Bereich von etwa 10,0 · 15,0 cm scannt, also äquivalent zur Gesamtgröße des Fersenbeins. Wenn der zu messende Fuß in den Kasten 2 gestellt wird, wird die Röntgenröhre 3 gegen die eine Seite des Fußes gelenkt, auf den oder in den Bereich des Fersenteils des Fußes. Die Größe des von der Röntgenröhre 3 gescannten Bereichs ist natürlich abhängig von der Größe des zu messenden Körperteils 6.
Die Messeinheit umfasst des weiteren einen Computer/Verstärker 4a zur Quantifizierung der Strahlung gegen die Detektormatrix 4. Der Computer 4a ist so angeordnet, dass er identifizieren kann, auf welchem Punkt auf der Detektormatrix 4 die Strahlung auftrifft, und außerdem das Photonenergieniveau in der Strahlung. Da im Falle der für die beiden generierten Spannungen typischen Energieniveaus zwei "Messfenster" verwendet werden, wird ein zuverlässigeres Resultat erzielt.
Die Einheit mit dem Bezugszeichen 6 stellt den zu messenden Körperteil dar, beispielsweise ein Fersenbein oder einen Unterarm. Im Falle des Ausführungsbeispiels des in Fig. 2 dargestellten Geräts zum Messen des Mineralgehalts in Knochen ist das Gerät zum Messen des Fersentelis eines Fußes angeordnet.
Damit die Hauptbestandteile der Ferse - Wasser, Fett und Knochenmineral - deutlich festgestellt werden können, ist ein dritter Messparameter erforderlich. Dieser wird dadurch erhalten, dass die Distanzmessgeräte 5 zu jeder Seite des zu messenden Körperteils 6 angeordnet werden und der Abstand von jeder Seite des röntgenbestrahlten Objekts 6 mittels dieser Geräte 5 ermittelt werden kann. Auf diese Weise lässt sich die Dicke des Objekts berechnen. Diese Geräte 5 sind vorzugsweise aus Lasermessringen gefertigt. Damit die Stellung des Fußes im Kasten keine unzuverlässigen Messresultate nach sich zieht, sind die Distanzmessgeräte 5 zu beiden Seiten des Fußes angeordnet.
Die Methode und Anordnung gemäß der Erfindung gründen auf der Tatsache, dass mittels der oben beschriebenen Röntgenstrahlung und Messung der Dicke des Objekts drei Messwerte geliefert werden können, die sich voneinander unterscheiden und mittels deren der Anteil von Knochenmaterial in einem Körperteil ermittelt werden kann.
Das Objekt bzw. der zu messenden Körperteil besteht im wesentlichen aus drei Bestandteilen: Knochenmineral (in Form von Hydroxyapatit Ca&sub1;&sub0;(PO&sub4;)&sub6;(OH)&sub2;), Fett und Wasser. Die Parameter mit Bezug auf diese Komponenten werden im folgenden als b, f und s bezeichnet.
Wenn das Messobjekt mit Röntgenstrahlung auf zwei Energieniveaus bestrahlt wird, lassen sich die beiden folgenden Gleichungen aufstellen:
N&sub1; = N&sub0;&sub1;exp(-ub1tbρb - us1tsρs - uf1tf1ρf) (1)
N&sub2; = N&sub0;&sub2;exp(-ub2tbρb - us2tsρs - uf2tf2ρf) (2)
Die Röntgenstrahlung auf dem niedrigeren Energieniveau (zum Beispiel 35 kV) erhält den Index 1, die Röntgenstrahlung auf dem höheren Energieniveau (zum Beispiel 70 kV) erhält den Index 2. N&sub1; ist die gemessene Berechnungsgeschwindigkeit (d. h. die Intensität) nach Durchgang durch das Objekt auf Energieniveau 1; N&sub0;&sub1; ist die gemessene Berechnungsgeschwindigkeit (d. h. die Intensität) vor dem Durchgang durch das Objekt auf Energieniveau 1; ux1 ist der Massendämpfungskoeffizient (cm²/lg) für die jeweilige Komponente; tx ist die Dicke (in cm) der entsprechenden Komponente, und ρx ist die Dichte der entsprechenden Komponente.
Die Gesamtdicke des Objekts wird mittels Distanzmessgeräten zu beiden Seiten des Objekts ermittelt.
T = tb + ts + tf (3)
wobei T die Gesamtdicke des Objekts und tb, ts und tf die Dicke der einzelnen Komponenten bezeichnen.
Um die Dicke aus den Gleichungen (1) und (2) berechnen zu können, müssen die Berechnungsgeschwindigkeiten (Intensität) vor dem Durchgang durch das Objekt N&sub0;&sub1; und N&sub0;&sub2; festgestellt werden. Dazu wird ein Objekt bekannter Zusammensetzung in die Anordnung eingebracht. N&sub0;&sub1; und N&sub0;&sub2; lassen sich dann ableiten aus:
N1F = N&sub0;&sub1;exp(-ub1tbkρb - us1tskρs) (4)
N2F = N&sub0;&sub2;exp(-ub2tbkρb - us2tskρs) (5)
wobei N1F und N2F die gemessenen Berechnungsgeschwindigkeiten (Intensitäten) der höheren bzw. niedrigeren Energieniveaus in der Strahlung nach dem Durchgang durch das Objekt bekannter Zusammensetzung sind.
Die Massedämpfungskoeffizienten, die Dichten und Dicken (tbk, tsk) sind bekannte Quantäten.
Die Dicken der unterschiedlichen Komponenten der Körperteile können deshalb aus den verschiedenen Gleichungen für jedes Element der Detektormatrix berechnet werden. Eine Darstellung des Mineralgehalts in den Knochen des zu messenden Körperteils lässt sich aus dem Ergebnis jedes dieser Elemente gewinnen.
Zur Evaluierung der in der Detektormatrix 4 und in den Distanzmessgeräten 5 erhaltenen Ergebnisse wird eine signalverarbeitende Einheit 7, vorzugsweise ein Personalcomputer, verwendet.
Die gemessenen quantitativen Werte der Strahlung auf beiden Photonenergieniveaus werden dazu verwendet, die zur Bewertung des Ergebnisses erforderlichen Algorithmen zu berechnen. Vorzugsweise hat das Gerät auch Zugriff auf Datenbanken mit Standardwerten, die aus Messwerten einer großen Zahl unterschiedlicher Proben berechnet wurden. Der von der Messung ermittelte Wert wird mit dem Wert verglichen, der in der Datenbank gespeichert ist, um festzustellen, ob eine Entkalkung des Skeletts vorliegt.
Der Computer ist mit einer dem Objekt angepassten Software ausgerüstet, wobei mit Hilfe der Kombinationen von Daten aus der Detektormatrix und von Daten aus den Distanzmessgeräten alle Komponenten des Fußes - Fett, Wasser und Knochenmineral - mit hoher Genauigkeit festgestellt werden können.
Zur Kommunikation mit der Computereinheit wird eine Tastatur verwendet, damit der Ausführende die einzelnen Operationen steuern kann.
Zur Anzeige der Ergebnisse wird vorzugsweise ein Bildschirm verwendet, auf dem Bilder der gemessenen Objekte dargestellt werden können. Zum Ausdruck der erhaltenen Ergebnisse kann ein Drucker verwendet werden.
In Fig. 2 und 3 sind die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Anordnung gemäß der Erfindung dargestellt, wobei es sich um eine Vorrichtung zum Messen eines Fersenbeins handelt. Für diese Anwendung kann das Messgerät so konstruiert werden, dass es verhältnismäßig klein und einfach ist und deshalb zum Vermessen verschiedener Patienten an unterschiedlichen Orten leicht bewegt werden kann.
Die Erfindung ist in keiner Weise auf das in Fig. 2 bis 4 dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Grundsätze der Erfindung können auf jede Knochenart in jedem Teil des Körpers angewendet werden, der groß genug für eine Vermessung ist. Die. Erfindung ist lediglich auf den Inhalt der folgenden Ansprüche beschränkt, und es versteht sich von selbst, dass eine einschlägige Fachperson das Verfahren gemäß der Erfindung in einer großen Zahl unterschiedlicher Anordnungen im Geltungsbereich der Patentansprüche durchzuführen vermag.

Claims

1. Verfahren zum Messen des Mineralgehalts in den Knochen in einem Teil des Körpers, umfassend die Schritte:

Bestrahlen des Körperteils mit Röntgenstrahlen von einer Seite des Körpertelis unter Verwendung von Röntgenstrahlen aus einer auf zwei Energieniveaus sendenden Röntgenstrahlquelle;

Erfassen der durch den Körperteil gehenden Strahlung von der anderen Seite des Körperteils, wozu entweder eine Matrix von Detektoren oder ein einzelner Detektor verwendet wird, der über das Objekt gescannt wird, um sich mit der Röntgenstrahlquelle zu bewegen und eine Matrix von Analysepunkten auf dem Körperteil zu definieren, um zwei Messsignale für jeden Matrixpunkt zu erhalten, wobei die zwei Messsignale die Intensität (N&sub1;, N&sub2;) der erfassten Strahlung auf den beiden Energieniveaus darstellen;

Messen der Dicke des Körperteils, den die Röntgenstrahlung durchdrungen hat, um Signale über die Dicke des Körperteils (T) zu erhalten;

Messen der Intensität der Röntgenstrahlung von der Strahlenquelle nach Durchdringen eines Referenzobjekts bekannter Zusammensetzung, dessen Werte von Absorptionskoeffizienten, Dichte und Dicke der Komponenten sämtlich bekannt sind, um zwei Referenzsignale zu erhalten, die die jeweilige Intensität (N1F, N2F) der erfassten Strahlung auf zwei Energieniveaus darstellen;

Verwendung dieser Referenzsignale und der Signale, die die bekannten Werte des Referenzobjekts darstellen, um die Intensitäten (N&sub0;&sub1;, N&sub0;&sub2;) der Strahlung auf den zwei Energieniveaus zu erhalten, bevor sie das Referenzobjekt durchdringt, um die Quellintensitätssignale (N&sub0;&sub1;, N&sub0;&sub2;) zu ergeben;

Eingabe der Messsignale, Körperteildickesignale (T) und Quellintensitätssignale (N&sub0;&sub1;, N&sub0;&sub2;) in eine Signalverarbeitungseinheit, die so angeordnet ist, dass sie die Signale kombiniert mit Signalen, welche die Dämpfungskoeffizienten und Dichten von Knochen, Fett und Wasser darstellen, um die Dicken (tb, tf, ts) von Knochen, Fett und Wasser in dem Körperteil für jeden Matrixpunkt zu bestimmen; und

Verwendung der Dicken, um einen Wert des Mineralgehalts im Knochen in dem Körperteil zu erhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Körperteils durch Messen einer Distanz zwischen einer Röntgenstrahlquelle (3) und dem Körperkeil und zwischen letzterem und einer Detektormatrix (4) ermittelt wird, wobei die Dicke des Körperteils durch Vergleich dieser Distanzen mit der Distanz zwischen der Strahlungsquelle (3) und der Matrix (4) festgestellt wird.

3. Gerät zum Messen des Mineralgehalts in den Knochen in einem Körperteil, umfassend:

einen Kasten, dessen Form so adaptiert ist, dass er den zu untersuchenden Körperteil aufzunehmen vermag;

eine Röntgenstrahlquelle, die auf zwei Energieniveaus abstrahlt und den Körperteil von einer Seite des Körperteils mit Röntgenstrahlen bestrahlt;

Erfassungsmittel, die von der anderen Seite des Körpertelis die Strahlung erfassen, die den Körperteil durchdringt und entweder eine Matrix von Detektoren oder einen Einzeldetektor umfassen, der über das Objekt gescannt wird, um sich mit der Röntgenstrahlquelle zu bewegen, um eine Matrix von Analysepunkten auf dem Körperteil zu definieren;

wobei die Erfassungsmittel so angeordnet sind, dass sie zwei Messsignale für jeden Matrixpunkt erhalten, welche jeweils die Intensität (N&sub1;, N&sub2;) der erfassten Strahlung auf den zwei Energieniveaus darstellen;

Mittel, die so angeordnet sind, dass sie die Dicke des Körperteils messen, den die Röntgenstrahlung durchdrungen hat, um Körperteildickesignale (T) zu erhalten;

wobei die Erfassungsmittel auch so angeordnet sind, dass sie die Intensität der Röntgenstrahlung von der Quelle nach Durchdringen eines Objekts bekannter Zusammensetzung messen, dessen Werte für den Absorptionskoeffizient, die Dichte und Dicke sämtlich bekannt sind, um zwei Referenzsignale zu erhalten, die die Intensität (N1F, N2F) der erfassten Strahlung auf den zwei Energieniveaus darstellen; und

eine Signalverarbeitungseinheit, die die Referenzsignale und die Signale, welche die bekannten Werte des. Referenzobjekts darstellen, dazu verwenden, die Intensitäten (N&sub0;&sub1;, N&sub0;&sub2;) der Strahlung auf den zwei Energieniveaus zu erhalten, bevor diese das Referenzobjekt durchdringt, um die Quellintensitätssignale (N&sub0;&sub1;, N&sub0;&sub2;) zu ergeben,

wobei die Signalverarbeitungseinheit die Messsignale, die Körperteildickesignale (T) und die Quellintensitätssignale (N&sub0;&sub1;, N&sub0;&sub2;) mit Signalen kombiniert, welche die Dämpfungskoeffizienten und Dichten von Knochen, Fett und Wasser darstellen, um die Dicken (tb, tf, ts) von Knochen, Fett und Wasser für jeden Matrixpunkt in dem betreffenden Körperteil zu ermitteln und um unter Verwendung der Dicken einen Wert für den Mineralgehalt in den Knochen in dem betreffenden Körperteil zu erhalten.