CN105902278A - 一种便携式动态心脏ct扫描计量检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便携式动态心脏CT扫描计量检测装置。一种便携式心脏 CT 扫描计量检测装置，包括载物台、传动装置、控制模块、无线通信模块、控制终端和检测体；检测体设置在载物台上，载物台与传动装置连接，传动装置带动载物台水平往复摆动，传动装置与控制模块连接，控制模块与无线通信模块连接，无线通信模块与控制终端连接。在载物台上放置好检测体，通过控制终端设定检测体的摆动频率，控制终端通过无线通信模块发送控制信号给控制模块，控制模块计算脉冲频率，将脉冲频率发送给脉冲发生器，脉冲发生器驱动传动装置带动载物台按设定的摆动频率摆动。该装置体积小、重量轻、便于携带和运输、具备远程传输控制的能力、检测效率高、检测人员辐射损伤小。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于模拟动态心脏，以完成对医用CT心脏扫描三维重建模式校准的计量检测装置，属于电离辐射计量技术领域。
背景技术
我国冠心病的发病率不断增加，已经成为了威胁人类生命安全的重要隐患。冠状动脉狭窄和硬化的早期诊断和预防、控制和治疗的关键，是当前迫切需要解决的社会问题。心脏CT扫描图像重建是临床上对冠状动脉进行检测分析诊断的主要方式。
CT扫描技术自年问世以来，人们一直致力于研究成像质量的改善以及扫描机架旋转速度的提高，随着的更新换代，其成像质量不断得到改善，实现了动态扫描及容积成像，但是机架的旋转速度一直制约着动态分辨能力的提高，直到2005年西门子公司推出了双源，使得机架旋转一周的时间达到330ms，极大地提高了CT的动态分辨能力，扩大了CT的临床应用范围。动态分辨能力是影响心脏成像质量的重要因素，动态分辨能力越高，越能将运动的心脏“冻结”在某一特定的时相，从而克服运动伪影对医疗诊断的影响。
国内外还没有可以借鉴的测试方法及相应的测试工具对医用CT心脏扫描三维重建模式进行动态计量检测。
发明内容
本发明针对医用CT心脏扫描三维重建模式计量检测方面存在的不足，提供一种体积小、重量轻，便于携带和运输、具备远程传输控制能力，检测效率高，检测人员辐射损伤小的便携式动态心脏CT扫描计量检测装置。
本发明的便携式心脏CT扫描计量检测装置，采用以下技术方案：
该装置，包括载物台、传动装置、控制模块、无线通信模块、控制终端和检测体；检测体设置在载物台上，载物台与传动装置连接，传动装置带动载物台水平往复摆动，传动装置与控制模块连接，控制模块与无线通信模块连接，无线通信模块与控制终端连接。
所述检测体包括基座和分辨测试卡，分辨测试卡分布在基座内。所述分辨测试卡呈格栅窗分布在基座内，一组格栅窗内的各个分辨测试卡厚度一致且等间距分布。
所述载物台水平往复摆动的幅度为20mm。
所述传动装置包括底座、电机、转轴和水平运动杆，电机、转轴和水平运动杆均安装在底座上，转轴与电机连接，转轴上带有往复移动槽，水平运动杆与转轴上的往复移动槽通过连杆连接，电机的驱动器与控制模块中的脉冲发生器连接。
所述控制模块包括处理器和脉冲发生器，脉冲发生器与处理器连接。
控制终端可以为手机、平板电脑、PC电脑等可以连接wifi网络的控制设备。
在载物台上放置好检测体，通过控制终端设定检测体摆动频率，控制终端通过无线通信模块发送控制信号给控制模块，控制模块计算脉冲频率，将脉冲频率发送给脉冲发生器，脉冲发生器驱动传动装置中的电机按一定转速转动，并通过转轴和水平运动杆驱动载物台按设定的摆动频率摆动。
本发明为一体化结构，能够带动检测体水平周期性摆动，以模拟心脏的跳动的效果，水平摆动的周期性在0-300次/分钟范围内任意调节，供医用CT进行心脏三维重建扫描，以完成对CT心脏扫描三维重建模式的校准。具有体积小、重量轻、便于携带和运输、具备远程传输控制的能力、检测效率高、检测人员辐射损伤小的特点。
附图说明
图1为本发明便携式心脏CT扫描计量检测测试装置的结构原理示意图。
图2为本发明中传动装置的结构原理示意图。
图3为本发明中检测体的剖视图。
图4为本发明的控制过程框图。
图中：1、控制模块；2、传动装置；3、无线通信模块；4、载物台；5、检测体；6、控制终端；7、转轴；8、水平运动杆；9、电机；10、基座；11、分辨测试卡；12、盖板。
具体实施方式
本发明的便携式心脏CT扫描计量检测装置，如图1所示，包括载物台4、传动装置、控制模块1、无线通信模块3、控制终端6和检测体5。检测体5设置在载物台4上，载物台4通过水平运动杆8与传动装置连接。传动装置与控制模块1连接。控制模块1与无线通信模块3使用RS232通信方式连接。无线通信模块3与控制终端6以无线方式连接。载物台4在传动装置的带动下做水平往复摆动，摆动幅度为20mm。
传动装置用于带动载物台4及其上的检测体5水平往复摆动，从而模拟心脏的跳动效果。传动装置的结构如图2所示，包括底座、电机9、转轴7和水平运动杆8。电机9安装在底座上。转轴7通过轴承安装在底座上并与电机9连接，水平运动杆8通过导向套安装在底座上，可在导向套中水平移动。转轴7上带有往复移动槽，用于将电机9的旋转运动转换成水平运动杆8的水平往复运动。水平运动杆8与转轴7上的往复移动槽通过连杆连接。电机9带动转轴7转动，转轴7上的往复移动槽通过连杆带动水平运动杆8往复移动。载物台4与水平运动杆8连接，水平运动杆8带动载物台4及其上的检测体5往复摆动。电机9选用四线两相混合式的步进电机，其力矩大于1.2N.m。步进电机的驱动器与控制模块1中的脉冲发生器连接，接收到控制模块1发来的每一个脉冲信号，步进电机驱动器推动电机9运转一个固定的角度，电机9的固有步距角“0.9°/1.8°”(半步工作每走一步转过的角度为0.9°，整步时为1.8°)。
检测体5的结构如图3所示，包括基座10、分辨测试卡11和盖板12，基座10内设置有装入分辨测试卡11的格栅窗孔洞，一组格栅窗孔洞内的分辨测试卡11等间距分布，且各个分辨测试卡11的厚度一致，盖板12通过螺钉固定连接在基座10上。基座10和盖板12呈圆柱体，采用有机玻璃材料或其它等效水材料制成。分辨测试卡11由铝片制成。
控制模块1包括处理器和脉冲发生器，脉冲发生器与处理器连接。控制模块1用于接收无线通信模块3的指令，根据该指令改变传动装置的运行速度，从而达到变换载物台4摆动频率的目的。处理器采用低功耗32位高速ARM920T芯片，400MHz主频，实时性好，支持多任务切换，配置3.5寸高清晰真彩数字屏，输出分辩率320×240，采用LED背光，采用WINDOWSCE5.0 CORE操作系统，启动不超过12秒。脉冲发生器采用单片机。
处理器使用以下公式计算得到脉冲频率，通过RS232通信方式将得到的脉冲频率发送给脉冲发生器，脉冲发生器驱动传动装置中的电机9改变转动速度，从而改变载物台4及检测体5往复摆动摆动频率。
式中：
F—脉冲频率，单位Hz；
f—摆动频率，单位次/分钟；
θ—步距角，单位度。
无线通信模块3选用嵌入式WIFI转串口无线透明传输模块，该模块是基于通用串行接口的符合网络标准的嵌入式模块，内置TCP/IP协议栈，能够实现用户串口、以太网、无线网(WIFI)3个接口之间的任意透明转换。
控制终端6可以是手机、平板电脑、PC电脑等可以连接wifi网络的控制设备。
如图4所示，本发明便携式心脏CT扫描计量检测装置的具体操作过程为：
(1)启动电源，控制模块1自动启动进入控制界面；
(2)放置好检测体5；
(3)通过控制终端6设定摆动频率f；
(4)控制模块1计算脉冲频率F；
(5)将脉冲频率发送给脉冲发生器，脉冲发生器驱动电机9按一定转动，电机9通过转轴7和水平运动杆8驱动载物台4按设定的摆动频率f摆动。
Claims (6)
1.一种便携式心脏 CT 扫描计量检测装置，包括载物台、传动装置、控制模块、无线通信模块、控制终端和检测体；其特征是：检测体设置在载物台上，载物台与传动装置连接，传动装置带动载物台水平往复摆动，传动装置与控制模块连接，控制模块与无线通信模块连接，无线通信模块与控制终端连接。
2.根据权利要求1所述便携式心脏 CT 扫描计量检测装置，其特征是：检测体包括基座和分辨测试卡，分辨测试卡分布在基座内。
3.根据权利要求2所述便携式心脏 CT 扫描计量检测装置，其特征是：所述分辨测试卡呈格栅窗分布在基座内，一组格栅内的各个分辨测试卡厚度一致且等间距分布。
4.根据权利要求1所述便携式心脏 CT 扫描计量检测装置，其特征是：所述载物台水平往复摆动的幅度为20mm。
5.根据权利要求1所述便携式心脏 CT 扫描计量检测装置，其特征是：所述传动装置包括底座、电机、转轴和水平运动杆，电机、转轴和水平运动杆均安装在底座上，转轴与电机连接，转轴上带有往复移动槽，水平运动杆与转轴上的往复移动槽通过连杆连接，电机的驱动器与控制模块中的脉冲发生器连接。
6. 根据权利要求1所述便携式心脏 CT 扫描计量检测装置，其特征是：所述控制模块包括处理器和脉冲发生器，脉冲发生器与处理器连接。
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