一種便攜式動(dòng)態(tài)心臟ct掃描計(jì)量檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種便攜式動(dòng)態(tài)心臟CT掃描計(jì)量檢測裝置。一種便攜式心臟 CT 掃描計(jì)量檢測裝置，包括載物臺(tái)、傳動(dòng)裝置、控制模塊、無線通信模塊、控制終端和檢測體；檢測體設(shè)置在載物臺(tái)上，載物臺(tái)與傳動(dòng)裝置連接，傳動(dòng)裝置帶動(dòng)載物臺(tái)水平往復(fù)擺動(dòng)，傳動(dòng)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。在載物臺(tái)上放置好檢測體，通過控制終端設(shè)定檢測體的擺動(dòng)頻率，控制終端通過無線通信模塊發(fā)送控制信號(hào)給控制模塊，控制模塊計(jì)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(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)載物臺(tái)按設(shè)定的擺動(dòng)頻率擺動(dòng)。該裝置體積小、重量輕、便于攜帶和運(yùn)輸、具備遠(yuǎn)程傳輸控制的能力、檢測效率高、檢測人員輻射損傷小。
【專利說明】
一種便攜式動(dòng)態(tài)心臟CT掃描計(jì)量檢測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于模擬動(dòng)態(tài)心臟，以完成對(duì)醫(yī)用CT心臟掃描三維重建模式校準(zhǔn) 的計(jì)量檢測裝置，屬于電離輻射計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國冠心病的發(fā)病率不斷增加，已經(jīng)成為了威脅人類生命安全的重要隱患。冠狀 動(dòng)脈狹窄和硬化的早期診斷和預(yù)防、控制和治療的關(guān)鍵，是當(dāng)前迫切需要解決的社會(huì)問題。 心臟CT掃描圖像重建是臨床上對(duì)冠狀動(dòng)脈進(jìn)行檢測分析診斷的主要方式。
[0003] CT掃描技術(shù)自年問世以來，人們一直致力于研究成像質(zhì)量的改善以及掃描機(jī)架旋 轉(zhuǎn)速度的提高，隨著的更新?lián)Q代，其成像質(zhì)量不斷得到改善，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)掃描及容積成像， 但是機(jī)架的旋轉(zhuǎn)速度一直制約著動(dòng)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(jī)架旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間達(dá)到330ms，極大地提高了CT的動(dòng)態(tài)分辨能力，擴(kuò)大了CT的臨 床應(yīng)用范圍。動(dòng)態(tài)分辨能力是影響心臟成像質(zhì)量的重要因素，動(dòng)態(tài)分辨能力越高，越能將運(yùn) 動(dòng)的心臟"凍結(jié)"在某一特定的時(shí)相，從而克服運(yùn)動(dòng)偽影對(duì)醫(yī)療診斷的影響。
[0004] 國內(nèi)外還沒有可以借鑒的測試方法及相應(yīng)的測試工具對(duì)醫(yī)用CT心臟掃描三維重 建模式進(jìn)行動(dòng)態(tài)計(jì)量檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對(duì)醫(yī)用CT心臟掃描三維重建模式計(jì)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(yùn)輸、具備遠(yuǎn)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(dòng)態(tài)心臟CT掃描計(jì)量檢測裝置。
[0006] 本發(fā)明的便攜式心臟CT掃描計(jì)量檢測裝置，采用以下技術(shù)方案：
[0007]該裝置，包括載物臺(tái)、傳動(dòng)裝置、控制模塊、無線通信模塊、控制終端和檢測體;檢 測體設(shè)置在載物臺(tái)上，載物臺(tái)與傳動(dòng)裝置連接，傳動(dòng)裝置帶動(dòng)載物臺(tái)水平往復(fù)擺動(dòng)，傳動(dòng)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。
[0008] 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(nèi)。所述分辨測試卡 呈格柵窗分布在基座內(nèi)，一組格柵窗內(nèi)的各個(gè)分辨測試卡厚度一致且等間距分布。
[0009] 所述載物臺(tái)水平往復(fù)擺動(dòng)的幅度為20mm。
[0010] 所述傳動(dòng)裝置包括底座、電機(jī)、轉(zhuǎn)軸和水平運(yùn)動(dòng)桿，電機(jī)、轉(zhuǎn)軸和水平運(yùn)動(dòng)桿均安 裝在底座上，轉(zhuǎn)軸與電機(jī)連接，轉(zhuǎn)軸上帶有往復(fù)移動(dòng)槽，水平運(yùn)動(dòng)桿與轉(zhuǎn)軸上的往復(fù)移動(dòng)槽 通過連桿連接，電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器與控制模塊中的脈沖發(fā)生器連接。
[0011] 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。
[0012] 控制終端可以為手機(jī)、平板電腦、PC電腦等可以連接wifi網(wǎng)絡(luò)的控制設(shè)備。
[0013] 在載物臺(tái)上放置好檢測體，通過控制終端設(shè)定檢測體擺動(dòng)頻率，控制終端通過無 線通信模塊發(fā)送控制信號(hào)給控制模塊，控制模塊計(jì)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(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置中的電機(jī)按一定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過轉(zhuǎn)軸和水平運(yùn)動(dòng)桿驅(qū)動(dòng) 載物臺(tái)按設(shè)定的擺動(dòng)頻率擺動(dòng)。
[0014] 本發(fā)明為一體化結(jié)構(gòu)，能夠帶動(dòng)檢測體水平周期性擺動(dòng)，以模擬心臟的跳動(dòng)的效 果，水平擺動(dòng)的周期性在0-300次/分鐘范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，供醫(yī)用CT進(jìn)行心臟三維重建掃描， 以完成對(duì)CT心臟掃描三維重建模式的校準(zhǔn)。具有體積小、重量輕、便于攜帶和運(yùn)輸、具備遠(yuǎn) 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(diǎn)。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明便攜式心臟CT掃描計(jì)量檢測測試裝置的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0016] 圖2為本發(fā)明中傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明中檢測體的剖視圖。
[0018]圖4為本發(fā)明的控制過程框圖。
[0019] 圖中：1、控制模塊;2、傳動(dòng)裝置;3、無線通信模塊;4、載物臺(tái)；5、檢測體;6、控制終 端;7、轉(zhuǎn)軸;8、水平運(yùn)動(dòng)桿;9、電機(jī);10、基座;11、分辨測試卡;12、蓋板。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 本發(fā)明的便攜式心臟CT掃描計(jì)量檢測裝置，如圖1所示，包括載物臺(tái)4、傳動(dòng)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(shè)置在載物臺(tái)4上，載物臺(tái)4通過 水平運(yùn)動(dòng)桿8與傳動(dòng)裝置連接。傳動(dòng)裝置與控制模塊1連接。控制模塊1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(tái)4在傳動(dòng)裝置 的帶動(dòng)下做水平往復(fù)擺動(dòng)，擺動(dòng)幅度為20mm。
[0021] 傳動(dòng)裝置用于帶動(dòng)載物臺(tái)4及其上的檢測體5水平往復(fù)擺動(dòng)，從而模擬心臟的跳動(dòng) 效果。傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括底座、電機(jī)9、轉(zhuǎn)軸7和水平運(yùn)動(dòng)桿8。電機(jī)9安裝在底 座上。轉(zhuǎn)軸7通過軸承安裝在底座上并與電機(jī)9連接，水平運(yùn)動(dòng)桿8通過導(dǎo)向套安裝在底座 上，可在導(dǎo)向套中水平移動(dòng)。轉(zhuǎn)軸7上帶有往復(fù)移動(dòng)槽，用于將電機(jī)9的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成水平 運(yùn)動(dòng)桿8的水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)。水平運(yùn)動(dòng)桿8與轉(zhuǎn)軸7上的往復(fù)移動(dòng)槽通過連桿連接。電機(jī)9帶動(dòng) 轉(zhuǎn)軸7轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸7上的往復(fù)移動(dòng)槽通過連桿帶動(dòng)水平運(yùn)動(dòng)桿8往復(fù)移動(dòng)。載物臺(tái)4與水平運(yùn) 動(dòng)桿8連接，水平運(yùn)動(dòng)桿8帶動(dòng)載物臺(tái)4及其上的檢測體5往復(fù)擺動(dòng)。電機(jī)9選用四線兩相混合 式的步進(jìn)電機(jī)，其力矩大于1.2N.m。步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)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(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器推動(dòng)電機(jī)9運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)固定的角 度，電機(jī)9的固有步距角"0.9°/1.8°"（半步工作每走一步轉(zhuǎn)過的角度為0.9°，整步時(shí)為 1.8°) 〇
[0022 ]檢測體5的結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括基座10、分辨測試卡11和蓋板12，基座10內(nèi)設(shè)置有 裝入分辨測試卡11的格柵窗孔洞，一組格柵窗孔洞內(nèi)的分辨測試卡11等間距分布，且各個(gè) 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(jī)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。
[0023]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(dòng)裝置的運(yùn)行速度，從而達(dá)到變換載物臺(tái)4 擺動(dòng)頻率的目的。處理器采用低功耗32位高速ARM920T芯片，400MHz主頻，實(shí)時(shí)性好，支持多 任務(wù)切換，配置3.5寸高清晰真彩數(shù)字屏，輸出分辯率320 X 240，采用LED背光，采用WINDOWS CE5.0 CORE操作系統(tǒng)，啟動(dòng)不超過12秒。脈沖發(fā)生器采用單片機(jī)。
[0024] 處理器使用以下公式計(jì)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(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置中的電機(jī)9改變轉(zhuǎn)動(dòng)速度，從而改變載物臺(tái)4 及檢測體5往復(fù)擺動(dòng)擺動(dòng)頻率。
[0026] 式中：
[0027] F-脈沖頻率，單位Hz;
[0028] f 一擺動(dòng)頻率，單位次/分鐘；
[0029] Θ-步距角，單位度。
[0030]無線通信模塊3選用嵌入式WIFI轉(zhuǎn)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(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式模塊，內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶串口、以太網(wǎng)、無 線網(wǎng)(WIFI) 3個(gè)接口之間的任意透明轉(zhuǎn)換。
[0031] 控制終端6可以是手機(jī)、平板電腦、PC電腦等可以連接wifi網(wǎng)絡(luò)的控制設(shè)備。
[0032] 如圖4所示，本發(fā)明便攜式心臟CT掃描計(jì)量檢測裝置的具體操作過程為：
[0033] (1)啟動(dòng)電源，控制模塊1自動(dòng)啟動(dòng)進(jìn)入控制界面；
[0034] (2)放置好檢測體5;
[0035] (3)通過控制終端6設(shè)定擺動(dòng)頻率f;
[0036] (4)控制模塊1計(jì)算脈沖頻率F;
[0037] (5)將脈沖頻率發(fā)送給脈沖發(fā)生器，脈沖發(fā)生器驅(qū)動(dòng)電機(jī)9按一定轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)9通過 轉(zhuǎn)軸7和水平運(yùn)動(dòng)桿8驅(qū)動(dòng)載物臺(tái)4按設(shè)定的擺動(dòng)頻率f擺動(dòng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種便攜式心臟CT掃描計(jì)量檢測裝置，包括載物臺(tái)、傳動(dòng)裝置、控制模塊、無線通 信模塊、控制終端和檢測體;其特征是:檢測體設(shè)置在載物臺(tái)上，載物臺(tái)與傳動(dòng)裝置連接，傳 動(dòng)裝置帶動(dòng)載物臺(tái)水平往復(fù)擺動(dòng)，傳動(dòng)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。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述便攜式心臟CT掃描計(jì)量檢測裝置，其特征是:檢測體包括基座 和分辨測試卡，分辨測試卡分布在基座內(nèi)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述便攜式心臟CT掃描計(jì)量檢測裝置，其特征是:所述分辨測試卡 呈格柵窗分布在基座內(nèi)，一組格柵內(nèi)的各個(gè)分辨測試卡厚度一致且等間距分布。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述便攜式心臟CT掃描計(jì)量檢測裝置，其特征是:所述載物臺(tái)水平 往復(fù)擺動(dòng)的幅度為20mm。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述便攜式心臟CT掃描計(jì)量檢測裝置，其特征是:所述傳動(dòng)裝置包 括底座、電機(jī)、轉(zhuǎn)軸和水平運(yùn)動(dòng)桿，電機(jī)、轉(zhuǎn)軸和水平運(yùn)動(dòng)桿均安裝在底座上，轉(zhuǎn)軸與電機(jī)連 接，轉(zhuǎn)軸上帶有往復(fù)移動(dòng)槽，水平運(yùn)動(dòng)桿與轉(zhuǎn)軸上的往復(fù)移動(dòng)槽通過連桿連接，電機(jī)的驅(qū)動(dòng) 器與控制模塊中的脈沖發(fā)生器連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述便攜式心臟CT掃描計(jì)量檢測裝置，其特征是: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。
【文檔編號(hào)】A61B6/00GK105902278SQ201610218882
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月8日
【發(fā)明人】劉洋, 崔濤, 張雄杰, 秦霄雯, 張惠, 婁志年
【申請(qǐng)人】山東省計(jì)量科學(xué)研究院, 東華理工大學(xué)