CN108828484A - 一种磁共振成像仪的质控模体 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磁共振成像仪的质控模体，呈封闭腔体设置的质控模体内包括：时间检控层，所述时间检控层排布多个容纳不同浓度的时间检控液的时间检控球；成像定位层，所述成像定位层设有确定所述质控模体相对于所述磁共振成像仪的位置的定位物体；长度检控层，所述长度检控层开设多个盲孔，所述多个盲孔之间的孔径和/或孔深不同；质子密度检控层，所述质子密度检控层排布多个容纳不同浓度的质子密度检控液的质子密度检控球；扩散检控层，所述扩散检控层排布多个容纳不同浓度的扩散检控液的扩散检控柱；质控模体能够从时间类参数、长度类参数、质子密度类参数以及扩散类参数对磁共振成像仪进行测量控制。

Description

一种磁共振成像仪的质控模体

技术领域

本发明涉及磁共振检测技术领域，特别涉及一种磁共振成像仪的质控模体。

背景技术

磁共振成像仪的质控模体用于检测磁共振成像仪最终给出的图像的指标。在现有技术中，质控模体能够检测磁共振成像仪的长度类指标，例如分辨率、层厚、伪影、对比度、信噪比等，即现行的质控模体仅能够对磁共振成像仪的长度类指标进行检测控制。

对于磁共振成像仪而言，影响磁共振成像仪的信号主要有两类关键物理参数：一是时间类指标，例如磁共振成像仪的弛豫时间T1、T2，单位是s；二是质子密度，指被测物质种所具有的质子密度，单位是num/mm³(num指个数)；此外对于成像效果来说，一般有两类指标需要考察，一是扩散系数，指具有扩散性的被测物质的扩散系数，单位是mm²/s；二是长度类，例如磁共振成像仪的高低度两种对比度的分辨率。综上，共有四类指标应该在磁共振成像仪的质控中进行检测控制。

现有技术中仅能够对第四类长度类指标进行检测控制，如何设计一种质控模体，从而使其能够同时检测控制上述四类物理参数，从而准确地评测成像仪的成像效果是本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁共振成像仪的质控模体，该质控模体能够用于检测控制磁共振成像仪的四类参数：时间参数、长度参数、质子密度参数以及扩散参数，能够精确地从影响磁共振成像仪效果的四类关键参数对磁共振成像仪进行测量控制。

本发明提供一种磁共振成像仪的质控模体，所述质控模体呈封闭腔体设置，所述封闭腔体内包括：

时间检控层，所述时间检控层排布多个容纳不同浓度的时间检控液的时间检控球；

成像定位层，所述成像定位层设有确定所述质控模体相对于所述磁共振成像仪的位置的定位物体；

长度检控层，所述长度检控层开设多个盲孔，所述多个盲孔之间的孔径和/或孔深不同；

质子密度检控层，所述质子密度检控层排布多个容纳不同浓度的质子密度检控液的质子密度检控球；

扩散检控层，所述扩散检控层排布多个容纳不同浓度的扩散检控液的扩散检控柱；

所述封闭腔体内在各个层上流动成像液体。

可选地，所述时间检控层包括至少两层时间分检控层，每一层所述时间分检控层排布的所述时间检控球内分别容纳一种对应的时间检控液，同一层所述时间分检控层排布的各所述时间检控球内容纳的所述时间检控液的浓度不同。

可选地，所述定位物体设置在所述成像定位层的中部。

可选地，所述成像定位层进一步包括第一成像物体和第二成像物体，所述第一成像物体和所述第二成像物体设置在所述定位物体的两侧，并所述第一成像物体具有第一成像斜面，所述第二成像物体具有第二成像斜面，所述第一成像斜面和所述第二成像斜面的倾斜方向呈相反方向设置。

可选地，所述第一成像物体和所述第二成像物体至所述定位物体之间的距离相同，所述第一成像斜面与所述第二成像斜面具有不同的倾斜角度。

可选地，所述长度检控层具有多个长度分检控层，多个所述长度分检控层沿所述质控模体的中线方向依次排布，每一层所述长度分检控层均开设多个盲孔，位于同一所述长度分检控层的盲孔的孔径和孔深均相同，位于不同所述长度分检控层的盲孔的孔径和孔深中的一者相同、另一者不同。

可选地，所述质子密度检控层具有多个质子密度分检控层，多个所述质子密度分检控层沿所述质控模体的中线方向依次排布，各层所述质子密度分检控层均排布多个容纳不同浓度的质子密度检控液的所述质子密度检控球，各层所述质子密度分检控层的所述质子密度检控球中容纳同一种所述质子密度检控液。

可选地，所述扩散检控层具有多个扩散分检控层，多个所述扩散分检控层沿所述质控模体的中线方向依次排布，各层所述扩散分检控层均排布多个容纳不同浓度的扩散检控液的扩散检控柱，各层所述扩散分检控层的所述扩散检控柱中容纳同一种所述扩散检控液。

可选地，位于同一层所述扩散分检控层的所述扩散检控柱具有不同的高度。

可选地，所述时间检控层、所述成像定位层、所述长度监控层、所述质子密度检控层和所述扩散检控层均与所述质控模体的封闭腔体的内腔壁连接、并沿所述质控模体的中线方向依次排布。

可选地，所述质控模体的封闭腔体包括第一半球腔体、第二半球腔体和圆柱腔体，所述圆柱腔体连接在所述第一半球腔体和所述第二半球腔体之间。

可选地，所述时间检控层和所述成像定位层沿所述质控模体的中线方向依次排布在所述第一半球腔体内；所述长度检控层布置在所述圆柱腔体内；所述质子密度检控层和所述扩散检控层沿所述质控模体的中线方向依次排布在所述第二半球腔体内。

可选地，所述时间检控层、所述成像定位层、所述长度监控层、所述质子密度检控层和所述扩散检控层均开设有供所述成像液体在各层之间流动的流通孔。

由上述可知，本发明提供一种磁共振成像仪的质控模体，该质控模体为封闭腔体结构，在该封闭腔体内流动用于为成像提供背景的成像液体，在封闭腔体内排布有时间检控层、成像定位层、长度检控层、质子密度检控层以及扩散检控层。其中，成像定位层设有三个用于在检控时提供物体以验证成像的成像物体，包括：定位物体、以及设置在定位物体两侧的第一成像物体和第二成像物体，其中，定位物体具有第一成像平面，第一成像物体具有第一成像斜面，第二成像物体具有第二成像斜面，并且，第一成像斜面和第二成像斜面的倾斜方向相反；时间检控层排布多个容纳不同浓度的时间检控液的时间检控球，用于检控磁共振成像仪的时间类参数；而长度检控层具有多个长度分检控层，多个长度分检控层间隔堆叠排布，每个长度分检控层均开设多个盲孔，并且，两个长度分检控层上的盲孔的孔径不同、或者孔深不同、或者孔径和孔深均不同，从而用于检控磁共振成像仪的长度类参数；质子密度检控层排布多个容纳不同浓度的质子密度检控液的质子密度检控球，用于检控磁共振成像仪的质子密度类参数；扩散检控层排布多个高度不同的扩散检控柱，用于检控磁共振成像仪的扩散系数。将该结构的质控模体放置到磁共振成像仪上获得图像，进而考察磁共振成像仪的时间类参数、长度类参数、质子密度类参数以及扩散类参数。

附图说明

图1为本发明具体实施例中质控模体的结构示意图；

图2为本发明具体实施例中质控模体的内部结构示意图；

图3为本发明具体实施例中质控模体的断面结构示意图；

图4为本发明具体实施例中质控模体内部的各层之间的排布示意图。

其中，附图标记为：

10 质控模体；

11 封闭腔体；

111 第一半球腔体；

112 第二半球腔体；

113 圆柱腔体；

12 时间检控层；

121 第一时间分检控层；

121s 第一时间检控球；

122 第二时间分检控层；

122s 第二时间分检控层；

13 成像定位层；

131 定位物体；

132 第一成像物体；

132p 第一成像斜面；

133 第二成像物体；

133p 第二成像斜面；

14 长度检控层；

141 第一长度分检控层；

142 第二长度分检控层；

143 第三长度分检控层；

144 第四长度分检控层；

14k 盲孔；

15 质子密度检控层；

15s 质子密度检控球；

16 扩散检控层；

16c 扩散检控柱；

17 流通孔；

1F 上方；

2F 下方。

具体实施方式

为了对本发明要求保护的技术方案的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

为了使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示出了其中的一个，或仅标示出了其中的一个。

为了解决现有技术中磁共振成像仪的质控模体检测控制磁共振成像仪物理参数的单一性，无法精确地从多方面控制磁共振成像仪的成像效果的技术问题，本发明提供一种能够同时检测控制影响磁共振成像仪成像效果的四类物理参数的质控模体。

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细阐述，如图1至图4所示，其中，图1为本发明具体实施例中质控模体的结构示意图；图2为本发明具体实施例中质控模体的内部结构示意图；图3为本发明具体实施例中质控模体的断面结构示意图；图4为本发明具体实施例中质控模体内部的各层之间的排布示意图。

在具体实施例中，如何1和图2所示，本发明提供一种磁共振成像仪的质控模体10，该质控模体10为封闭腔体11结构，在该封闭腔体11内流动用于为成像提供背景的成像液体，在封闭腔体11内排布有时间检控层12、成像定位层13、长度检控层14、质子密度检控层15以及扩散检控层16。

时间检控层12排布多个容纳不同浓度的时间检控液的时间检控球，用于检控磁共振成像仪的弛豫时间。

成像定位层13设有确定质控模体10相对于磁共振成像仪的位置的定位物体131。如此，当将该质控模体10放置到磁共振成像仪中后，通过该定位物体131调整该质控模体10在磁共振成像仪中的位置，优选地，使该质控模体10位于磁共振成像仪中间位置。

长度检控层14开设多个盲孔14k，多个盲孔14k之间的孔径和/或孔深不同。若设置的盲孔14k的孔深不同，可检测区别磁共振成像仪的高低对比度，若设置盲孔14k的孔径不同，可检测磁共振成像仪在不同视场对于高低对比度的成像效果。

质子密度检控层15排布多个容纳不同浓度的质子密度检控液的质子密度检控球15s，用于检控磁共振成像仪的质子密度类参数；

扩散检控层16排布多个容纳不同浓度的扩散检控液的扩散检控柱16c，用于检控磁共振成像仪的扩散系数。

将上述结构的质控模体10放置到磁共振成像仪上获得图像，进而检测控制磁共振成像仪的时间类参数、长度类参数、质子密度类参数以及扩散类参数。

下面分别对不同层进一步优化设计。

对时间检控层12进一步优化设计，时间检控层12包括至少两层时间分检控层，每一层时间分检控层排布的时间检控球内分别容纳一种对应的时间检控液，同一层时间分检控层排布的各时间检控球内容纳的时间检控液的浓度不同。

在具体实施例中，如图2和图3所示，该时间检控层12包括两层时间分检控层，即第一时间分检控层121和第二时间分检控层122，第一时间分检控层121的上表面开设固定第一时间检控球121s的螺纹孔，第一时间检控球121s具有能够旋入螺纹孔与第一时间分检控层121螺接的螺柱；第二时间分检控层122上表面开设固定第二时间检控球122s的螺纹孔，第二时间检控球122s具有能够旋入螺纹孔的螺柱。并且，螺纹孔并非贯通第一时间分检控层121、第二时间分检控层122，以避免成像液体从螺纹孔渗漏。

第一时间检控球121s与第二时间检控球122s内容纳的为不同种时间检控液，而在多个第一时间检控球121s内容纳的为同一时间检控液的不同浓度。如此设置，时间检控层12能够用于检测控制磁共振成像仪的弛豫时间，第一时间分检控层121用于检测控制磁共振成像仪的第一弛豫时间、第二时间分检控层122用于检测控制磁共振成像仪的第二弛豫时间。也就是说，时间检控层12的中多层时间分检控层对应检控的弛豫时间的数量。

并且，时间检控层12的时间检控球呈矩形阵列排布。

在具体实施例中，在第一时间分检控层121上固定有十六个第一时间检控球121s，并且，十六个第一时间检控球121s按照4×4的阵列排布；同样地，在第二时间分检控层122上固定有十六个第二时间检控球122s，该十六个第二个时间检控球按照4×4的阵列排布。

对成像定位层13进一步优化设计。

如图2和图4所示，成像定位层13的定位物体131为长方条状，设置在该成像定位层13的中线上，以便捷获得该质控模体10在磁共振成像仪的位置。

成像定位层13进一步包括第一成像物体132和第二成像物体133，第一成像物体132和第二成像物体133设置在定位物体131的两侧，并且，第一成像物体132具有第一成像斜面132p，第二成像物体133具有第二成像斜面133p，第一成像斜面132p和第二成像斜面133p的倾斜方向呈相反方向设置。

在具体实施例中，第一成像物体132和第二成像物体133均为楔子状，第一成像物体132和第二成像物体133固定在成像定位层13的上表面后，其斜面朝向时间检控层12。

并且，第一成像物体132和第二成像物体133至定位物体131之间的距离相同，从而能够消除磁共振成像仪畸变所带来的影响。并且，第一成像斜面132p与第二成像斜面133p的倾斜角度不同，这样，可以只检测定位物体131、第一成像物体132、第二成像物体133的单一指标，即定位物体131的图像定位，第一成像物体132和第二成像物体133的倾斜角度代理的图像灰度变化。通过第一成像斜面132p与第二成像斜面133p的倾斜角度不同可以考察磁共振成像仪对不同灰度变化梯度的响应特性。

对长度检控层14进一步优化设计。

结合图2和图3所示，长度检控层14具有多个长度分检控层，多个长度分检控层沿质控模体10的中线方向由上方1F至下方2F依次排布，也就是说，多个长度分检控层以图中示出的质控模体10的高度方向由上方1F至下方2F依次排布。每一层长度分检控层均开设多个盲孔14k，位于同一长度分检控层的盲孔14k的孔径和孔深均相同，位于长度分检控层的盲孔14k的孔径和孔深中的一者相同、另一者不同。

在具体实施例中，该长度检控层14具有四个长度分检控层，具体为第一长度分检控层141、第二长度分检控层142、第三长度分检控层143和第四长度分检控层144。其中，第一长度分检控层141和第二长度分检控层142具有相同孔径的盲孔14k，第三长度分检控层143和第四长度分检控层144具有相同孔径的盲孔14k，但是，第一长度分检控层141和第二长度分检控层142的盲孔14k的孔径与第三长度分检控层143和第四长度分检控层144的盲孔14k的孔径不同；第一长度分检控层141和第三长度分检控层143具有相同孔深的盲孔14k，第二长度分检控层142和第四长度分检控层144具有相同孔深的盲孔14k，而第一长度分检控层141和第三长度分检控层143与第二长度分检控层142和第四长度分检控层144的盲孔14k的孔深不同。并且，所有盲孔14k均开设在长度检控层14的上表面。如此设置，可以用于检测控制磁共振成像仪的高低两种对比度的分辨率。具体地，高低对比度主要通过盲孔14k的孔深度来区别，即相对深的盲孔14k具有高对比度，相对浅的盲孔14k具有低对比度。此外，每种对比度的盲孔14k分别又有两种不同的孔径，不同的孔径主要是为了检测磁共振成像仪在不同视场对于高低对比度的成像效果。

对质子密度检控层15进一步优化设计。

质子密度检控层15具有多个质子密度分检控层，多个质子密度分检控层沿质控模体10的中线方向依次排布，各层质子密度分检控层均排布多个容纳不同浓度的质子密度检控液的质子密度检控球15s，各层质子密度分检控层的质子密度检控球15s中容纳同一种质子密度检控液，用于检控磁共振成像仪能够分辨的质子密度。在具体实施例中，优选质子密度检控层15仅包括一层，既充分利用质控模体10的空间尺寸，又充分满足检测磁共振成像仪能够分辨的质子密度的精确度要求。

质子密度检控层15的下表面开设固定质子密度检控球15s的螺纹孔，并且，质子密度检控球15s具有旋入螺纹孔的螺柱，从而将质子密度检控球15s固定在质子密度检控层15。并且，螺纹孔并非贯通质子密度检控层15，以避免成像液体从螺纹孔渗漏。

并且，质子密度检控层15的每一层质子密度分检控层上固定的质子密度检控球15s呈两个同心圆排布。

在具体实施例中，在该质子密度检控层15的一层质子密度分检控层固定有十二个质子密度检控球15s，其中，由四个质子密度检控球15s围成内圆圈、八个质子密度检控球15s围成外圆圈。

对扩散检控层16进一步优化设计。

扩散检控层16具有多个扩散分检控层，多个扩散分检控层沿质控模体的中线方向依次排布，各层扩散分检控层均排布多个容纳不同浓度的扩散检控液的扩散检控柱16c，各层扩散分检控层的扩散检控柱16c中容纳同一种扩散检控液，用于检控磁共振成像仪的扩散系数。通过多个扩散分检控层更加准确地检测控制磁共振成像仪的扩散系数。在具体实施例中，优选扩散检控层16仅包括一层，既充分利用质控模体10的空间尺寸，又充分满足检测的扩散系数的精确度要求。

扩散检控层16的每一层的扩散分检控层排布的多个高度不同的扩散检控柱16c为圆柱状，扩散检控柱16c固定在扩散检控层16的下表面，并且，多个扩散检控柱16c呈两个同心圆排布。

在具体实施例中，在该扩散检控层16上固定有十六个扩散检控柱16c，其中，由四个扩散检控柱16c围成内圆圈、十二个扩散检控柱16c围成外圆圈。

需要说明的是，上述各实施例中仅仅是通过给出时间检控球、质子密度检控球15s、扩散检控柱16c的具体数量进行说明其排布方式。对于其具体的数量并不仅限于此，还可根据具体的要求而设定其具体的数量。

在具体实施例中，结合图2和图4所示，时间检控层12、成像定位层13、长度监控层、质子密度检控层15和扩散检控层16均与质控模体10的封闭腔体11的内腔壁连接、并沿质控模体10的中线方向依次排布，该质控模体10的中线方向具体指图中示出的质控模体10高度方向由上方1F至下方2F方向。

对该质控模体10的封闭腔体11的形状进一步设计，如图1和图2所示，该封闭腔体11包括第一半球腔体111、第二半球腔体112和圆柱腔体113，圆柱腔体113连接在第一半球腔体111和第二半球腔体112之间。从而使得外表面平滑过渡，提升该质控模体10的完整性。

其中，时间检控层12和成像定位层13沿质控模体10的中线方向依次排布在第一半球腔体111内；长度检控层14的多个长度分检控层沿质控模体10的中线方向依次排布在圆柱腔体113内；质子密度检控层15和扩散检控层16沿质控模体10的中线方向依次排布在第二半球腔体112内。

进一步地，为了使成像液体在各层之间流动，在时间检控层12、成像定位层13、长度监控层、质子密度检控层15和扩散检控层16均开设有供成像液体在各层之间流动的流通孔17，以便于为各层提供成像的背景。

基于上述各实施例，本发明提供的一种磁共振成像仪的质控模体10通过在封闭腔体11内排布有时间检控层12、成像定位层13、长度检控层14、质子密度检控层15以及扩散检控层16可检测控制磁共振成像仪的四类参数：时间参数、长度参数、质子密度参数以及扩散参数，能够精确地从影响磁共振成像仪效果的四类关键参数对磁共振成像仪进行测量控制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (13)

1.一种磁共振成像仪的质控模体，其特征在于，所述质控模体呈封闭腔体设置，所述封闭腔体内包括：

时间检控层，所述时间检控层排布多个容纳不同浓度的时间检控液的时间检控球；

成像定位层，所述成像定位层设有确定所述质控模体相对于所述磁共振成像仪的位置的定位物体；

长度检控层，所述长度检控层开设多个盲孔，所述多个盲孔之间的孔径和/或孔深不同；

质子密度检控层，所述质子密度检控层排布多个容纳不同浓度的质子密度检控液的质子密度检控球；

扩散检控层，所述扩散检控层排布多个容纳不同浓度的扩散检控液的扩散检控柱；

所述封闭腔体内在各个层上流动成像液体。

2.根据权利要求1所述的质控模体，其特征在于，所述时间检控层包括至少两层时间分检控层，每一层所述时间分检控层排布的所述时间检控球内分别容纳一种对应的时间检控液，同一层所述时间分检控层排布的各所述时间检控球内容纳的所述时间检控液的浓度不同。

3.根据权利要求1所述的质控模体，其特征在于，所述定位物体设置在所述成像定位层的中部。

4.根据权利要求1所述的质控模体，其特征在于，所述成像定位层进一步包括第一成像物体和第二成像物体，所述第一成像物体和所述第二成像物体设置在所述定位物体的两侧，并所述第一成像物体具有第一成像斜面，所述第二成像物体具有第二成像斜面，所述第一成像斜面和所述第二成像斜面的倾斜方向呈相反方向设置。

5.根据权利要求4所述的质控模体，其特征在于，所述第一成像物体和所述第二成像物体至所述定位物体之间的距离相同，所述第一成像斜面与所述第二成像斜面具有不同的倾斜角度。

6.根据权利要求1所述的质控模体，其特征在于，所述长度检控层具有多个长度分检控层，多个所述长度分检控层沿所述质控模体的中线方向依次排布，每一层所述长度分检控层均开设多个盲孔，位于同一所述长度分检控层的盲孔的孔径和孔深均相同，位于不同所述长度分检控层的盲孔的孔径和孔深中的一者相同、另一者不同。

7.根据权利要求1所述的质控模体，其特征在于，所述质子密度检控层具有多个质子密度分检控层，多个所述质子密度分检控层沿所述质控模体的中线方向依次排布，各层所述质子密度分检控层均排布多个容纳不同浓度的质子密度检控液的所述质子密度检控球，各层所述质子密度分检控层的所述质子密度检控球中容纳同一种所述质子密度检控液。

8.根据权利要求1所述的质控模体，其特征在于，所述扩散检控层具有多个扩散分检控层，多个所述扩散分检控层沿所述质控模体的中线方向依次排布，各层所述扩散分检控层均排布多个容纳不同浓度的扩散检控液的扩散检控柱，各层所述扩散分检控层的所述扩散检控柱中容纳同一种所述扩散检控液。

9.根据权利要求8所述的质控模体，其特征在于，位于同一层所述扩散分检控层的所述扩散检控柱具有不同的高度。

10.根据权利要求1-9任一项所述的质控模体，其特征在于，所述时间检控层、所述成像定位层、所述长度监控层、所述质子密度检控层和所述扩散检控层均与所述质控模体的封闭腔体的内腔壁连接、并沿所述质控模体的中线方向依次排布。

11.根据权利要求1-9任一项所述的质控模体，其特征在于，所述质控模体的封闭腔体包括第一半球腔体、第二半球腔体和圆柱腔体，所述圆柱腔体连接在所述第一半球腔体和所述第二半球腔体之间。

12.根据权利要求11所述的质控模体，其特征在于，所述时间检控层和所述成像定位层沿所述质控模体的中线方向依次排布在所述第一半球腔体内；所述长度检控层布置在所述圆柱腔体内；所述质子密度检控层和所述扩散检控层沿所述质控模体的中线方向依次排布在所述第二半球腔体内。

13.根据权利要求1-9任一项所述的质控模体，其特征在于，所述时间检控层、所述成像定位层、所述长度监控层、所述质子密度检控层和所述扩散检控层均开设有供所述成像液体在各层之间流动的流通孔。