本實用新型涉及一種用于模擬動態(tài)心臟,以完成對醫(yī)用CT心臟掃描三維重建模式校準的計量檢測裝置,屬于電離輻射計量技術領域。
背景技術:
我國冠心病的發(fā)病率不斷增加,已經成為了威脅人類生命安全的重要隱患。冠狀動脈狹窄和硬化的早期診斷和預防、控制和治療的關鍵,是當前迫切需要解決的社會問題。心臟CT掃描圖像重建是臨床上對冠狀動脈進行檢測分析診斷的主要方式。
CT掃描技術自年問世以來,人們一直致力于研究成像質量的改善以及掃描機架旋轉速度的提高,隨著的更新?lián)Q代,其成像質量不斷得到改善,實現(xiàn)了動態(tài)掃描及容積成像,但是機架的旋轉速度一直制約著動態(tài)分辨能力的提高,直到2005年西門子公司推出了雙源,使得機架旋轉一周的時間達到330ms,極大地提高了CT的動態(tài)分辨能力,擴大了CT的臨床應用范圍。動態(tài)分辨能力是影響心臟成像質量的重要因素,動態(tài)分辨能力越高,越能將運動的心臟“凍結”在某一特定的時相,從而克服運動偽影對醫(yī)療診斷的影響。
國內外還沒有可以借鑒的測試方法及相應的測試工具對醫(yī)用CT心臟掃描三維重建模式進行動態(tài)計量檢測。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型針對醫(yī)用CT心臟掃描三維重建模式計量檢測方面存在的不足,提供一種體積小、重量輕,便于攜帶和運輸、具備遠程傳輸控制能力,檢測效率高,檢測人員輻射損傷小的便攜式動態(tài)心臟CT掃描計量檢測裝置。
本實用新型的便攜式心臟CT掃描計量檢測裝置,采用以下技術方案:
該裝置,包括載物臺、傳動裝置、控制模塊、無線通信模塊、控制終端和檢測體;檢測體設置在載物臺上,載物臺與傳動裝置連接,傳動裝置帶動載物臺水平往復擺動,傳動裝置與控制模塊連接,控制模塊與無線通信模塊連接,無線通信模塊與控制終端連接。
所述檢測體包括基座和分辨測試卡,分辨測試卡分布在基座內。所述分辨測試卡呈格柵窗分布在基座內,一組格柵窗內的各個分辨測試卡厚度一致且等間距分布。
所述載物臺水平往復擺動的幅度為20mm。
所述傳動裝置包括底座、電機、轉軸和水平運動桿,電機、轉軸和水平運動桿均安裝在底座上,轉軸與電機連接,轉軸上帶有往復移動槽,水平運動桿與轉軸上的往復移動槽通過連桿連接,電機的驅動器與控制模塊中的脈沖發(fā)生器連接。
所述控制模塊包括處理器和脈沖發(fā)生器,脈沖發(fā)生器與處理器連接。
控制終端可以為手機、平板電腦、PC電腦等可以連接wifi網絡的控制設備。
在載物臺上放置好檢測體,通過控制終端設定檢測體擺動頻率,控制終端通過無線通信模塊發(fā)送控制信號給控制模塊,控制模塊計算脈沖頻率,將脈沖頻率發(fā)送給脈沖發(fā)生器,脈沖發(fā)生器驅動傳動裝置中的電機按一定轉速轉動,并通過轉軸和水平運動桿驅動載物臺按設定的擺動頻率擺動。
本實用新型為一體化結構,能夠帶動檢測體水平周期性擺動,以模擬心臟的跳動的效果,水平擺動的周期性在0-300次/分鐘范圍內任意調節(jié),供醫(yī)用CT進行心臟三維重建掃描,以完成對CT心臟掃描三維重建模式的校準。具有體積小、重量輕、便于攜帶和運輸、具備遠程傳輸控制的能力、檢測效率高、檢測人員輻射損傷小的特點。
附圖說明
圖1為本實用新型便攜式心臟CT掃描計量檢測測試裝置的結構原理示意圖。
圖2為本實用新型中傳動裝置的結構原理示意圖。
圖3為本實用新型中檢測體的剖視圖。
圖4為本實用新型的控制過程框圖。
圖中:1、控制模塊;2、傳動裝置;3、無線通信模塊;4、載物臺;5、檢測體;6、控制終端;7、轉軸;8、水平運動桿;9、電機;10、基座;11、分辨測試卡;12、蓋板。
具體實施方式
本實用新型的便攜式心臟CT掃描計量檢測裝置,如圖1所示,包括載物臺4、傳動裝置、控制模塊1、無線通信模塊3、控制終端6和檢測體5。檢測體5設置在載物臺4上,載物臺4通過水平運動桿8與傳動裝置連接。傳動裝置與控制模塊1連接??刂颇K1與無線通信模塊3使用RS232通信方式連接。無線通信模塊3與控制終端6以無線方式連接。載物臺4在傳動裝置的帶動下做水平往復擺動,擺動幅度為20mm。
傳動裝置用于帶動載物臺4及其上的檢測體5水平往復擺動,從而模擬心臟的跳動效果。傳動裝置的結構如圖2所示,包括底座、電機9、轉軸7和水平運動桿8。電機9安裝在底座上。轉軸7通過軸承安裝在底座上并與電機9連接,水平運動桿8通過導向套安裝在底座上,可在導向套中水平移動。轉軸7上帶有往復移動槽,用于將電機9的旋轉運動轉換成水平運動桿8的水平往復運動。水平運動桿8與轉軸7上的往復移動槽通過連桿連接。電機9帶動轉軸7轉動,轉軸7上的往復移動槽通過連桿帶動水平運動桿8往復移動。載物臺4與水平運動桿8連接,水平運動桿8帶動載物臺4及其上的檢測體5往復擺動。電機9選用四線兩相混合式的步進電機,其力矩大于1.2N.m。步進電機的驅動器與控制模塊1中的脈沖發(fā)生器連接,接收到控制模塊1發(fā)來的每一個脈沖信號,步進電機驅動器推動電機9運轉一個固定的角度,電機9的固有步距角“0.9°/1.8°”(半步工作每走一步轉過的角度為0.9°,整步時為1.8°)。
檢測體5的結構如圖3所示,包括基座10、分辨測試卡11和蓋板12,基座10內設置有裝入分辨測試卡11的格柵窗孔洞,一組格柵窗孔洞內的分辨測試卡11等間距分布,且各個分辨測試卡11的厚度一致,蓋板12通過螺釘固定連接在基座10上?;?0和蓋板12呈圓柱體,采用有機玻璃材料或其它等效水材料制成。分辨測試卡11由鋁片制成。
控制模塊1包括處理器和脈沖發(fā)生器,脈沖發(fā)生器與處理器連接??刂颇K1用于接收無線通信模塊3的指令,根據(jù)該指令改變傳動裝置的運行速度,從而達到變換載物臺4擺動頻率的目的。處理器采用低功耗32位高速ARM920T芯片,400MHz主頻,實時性好,支持多任務切換,配置3.5寸高清晰真彩數(shù)字屏,輸出分辯率320×240,采用LED背光,采用WINDOWS CE5.0 CORE操作系統(tǒng),啟動不超過12秒。脈沖發(fā)生器采用單片機。
處理器使用以下公式計算得到脈沖頻率,通過RS232通信方式將得到的脈沖頻率發(fā)送給脈沖發(fā)生器,脈沖發(fā)生器驅動傳動裝置中的電機9改變轉動速度,從而改變載物臺4及檢測體5往復擺動擺動頻率。
式中:
F—脈沖頻率,單位Hz;
f—擺動頻率,單位次/分鐘;
θ—步距角,單位度。
無線通信模塊3選用嵌入式WIFI轉串口無線透明傳輸模塊,該模塊是基于通用串行接口的符合網絡標準的嵌入式模塊,內置TCP/IP協(xié)議棧,能夠實現(xiàn)用戶串口、以太網、無線網(WIFI)3個接口之間的任意透明轉換。
控制終端6可以是手機、平板電腦、PC電腦等可以連接wifi網絡的控制設備。
如圖4所示,本實用新型便攜式心臟CT掃描計量檢測裝置的具體操作過程為:
(1)啟動電源,控制模塊1自動啟動進入控制界面;
(2)放置好檢測體5;
(3)通過控制終端6設定擺動頻率f;
(4)控制模塊1計算脈沖頻率F;
(5)將脈沖頻率發(fā)送給脈沖發(fā)生器,脈沖發(fā)生器驅動電機9按一定轉動,電機9通過轉軸7和水平運動桿8驅動載物臺4按設定的擺動頻率f擺動。