CN112393697B - 一种无损测量医用鲁尔量规内尺寸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无损测量医用鲁尔量规内尺寸的方法，属于医用鲁尔量规检测技术领域，通过X射线坐标测量机对该量规进行近距离精扫描，得到点云数据，通过软件进行逆向工程，对元件内部圆锥进行拟合，通过编程对拟合三维图进行基本面空间坐标系建立，而后根据需求分别提取相应元素、建立测量策略，最终得到待测值。采用该检测方法可准确测量医用鲁尔量规内部尺寸，包括内径、内圆锥锥度等，对医用鲁尔量规的无损检测方法，操作方便、数据准确。该方法满足GB/T 1962.1‑2015注射器注射针及其他医疗器械6％(鲁尔)圆锥接头第1部分：通用要求，并可用于同系列量规的检测。

Description

一种无损测量医用鲁尔量规内尺寸的方法
技术领域
本发明属于医用鲁尔量规检测技术领域，具体涉及一种无损测量医用鲁尔量规内尺寸的方法。
背景技术
新冠肺炎疫情全球蔓延，疫情防控刻不容缓，检测技术支撑医疗器械检验检测是重中之重。新冠疫情防控需用到大量注射器，注射器品质管控非常重要，医用鲁尔量规用于医疗器械领域注射器针口检测。
根据GB/T 1962.1-2015注射器注射针及其他医疗器械6％(鲁尔)圆锥接头第1部分：通用要求，需对用于检测注射器的鲁尔量规进行精密的尺寸测量。传统的测量方式并不能对·其内锥度、内径、台阶高等被测量进行有效便捷的高精度测量。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种无损测量医用鲁尔量规内尺寸的方法，操作方便、数据准确。
一种无损测量医用鲁尔量规内尺寸的方法，包括步骤：
1)将鲁尔量规倾斜放置于X射线三维尺寸测量系统(工业CT)高精度转台中心；
2)通过图形工作站设置相关参数对步骤1)中的鲁尔量规进行微电流360°扫描，得到点云数据；
3)通过Calypso软件对步骤2)扫描后得到的点云数据进行编程重构三维图，再通过测量策略完成无损测量。
进一步地，步骤1)中，所述的X射线三维尺寸测量系统包括X射线源、机械扫描与控制系统、探测系统以及计算机系统；所述的射线源提供CT扫描成像的能量线束用以穿透试件，根据射线在试件内的衰减情况实现以各点的衰减系数表征的CT图像重建；所述的机械扫描与控制系统实现CT扫描时试件的旋转或平移，它包括机械实现部分及电器控制系统；所述的探测系统用来接收穿过试件的射线信号，经放大和模数转换后送进计算机进行图像重建；所述的计算机系统用于扫描过程控制、参数调整，完成图形重构、显示及处理。
进一步地，步骤2)中，所述的通过图形工作站设置相关参数，包括以下表格中的参数：
Figure GDA0003460420060000021
所述的鲁尔量规参数的表格如下：
参数名称 电压 电流 积分时间 预过滤器 投影数
参数单位 kV μA ms mm 幅
鲁尔接头参数 200 367 1000 Cu/2mm 1050
鲁尔塞规参数 200 587 1000 Cu/2mm 1050
其中，所述的360°扫描的转速为0.1～1°/s。
进一步地，步骤3)中，所述的通过Calypso软件对步骤2)扫描后得到的点云数据进行编程重构三维图，包括以下步骤：
3.1)导入点云数据，设置灰度阈值，单击Visualize CT dataset，导入数据生成三维模型；
3.2)对生成的三维模型进行元素提取，策略设置完毕后，在计算中选择滤波方式为：低通滤波；
3.3)选取相应的平面、圆锥等特征，通过3-2-1的方式建立空间坐标系；
3.4)坐标系建立完毕后，建立待评价特征参量；重复上述步骤，评价用于测试所有材料内圆锥接头的量规特征。
进一步地，步骤1)中，对所述的鲁尔量规先进行预处理，包括如下步骤：
1.1)将待测鲁尔量规预先置于恒温恒湿实验室工作台2小时以上；
1.2)将步骤1.1)中鲁尔量规利用酒精和无纺布擦洗干净；然后再放置于X射线三维尺寸测量系统。
进一步地，步骤3)中，完成所述的无损测量后，取出测量完毕的鲁尔量规，涂油，置于工件盒内。
进一步地，步骤2)中，所述的微电流为0～1000μA。
有益效果：与现有技术相比，本发明的一种无损测量医用鲁尔量规内尺寸的方法，用X射线三维扫描显微成像技术，通过X射线坐标测量机对该量规进行近距离精扫描，得到点云数据，通过软件进行逆向工程，对元件内部圆锥进行拟合，通过编程对拟合三维图进行基本面空间坐标系建立，而后根据需求分别提取相应元素、建立测量策略，最终得到待测值。采用该检测方法可准确测量医用鲁尔量规内部尺寸，包括内径、内圆锥锥度等，对医用鲁尔量规的无损检测方法，操作方便、数据准确。该方法满足GB/T1962.1-2015注射器注射针及其他医疗器械6％(鲁尔)圆锥接头第1部分：通用要求，并可用于同系列量规的检测。
附图说明
图1为X射线三维尺寸测量系统的组成示意图；
图2为灰度阈值设置界面图；
图3为测量策略设置界面图；
图4为滤波方式选择界面图；
图5为策略设置结果图；
图6为空间坐标系建立图；
图7为用于测试外圆锥接头的量规的示意图；
图8为国标所示量规尺寸要求；
图9为用于测试所有材料内圆锥接头的量规重构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施实例对本发明进一步说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
一种无损测量医用鲁尔量规内尺寸的方法，具有以下步骤：
1)待测鲁尔量规预先置于恒温恒湿实验室工作台2小时以上；
2)将步骤1)中鲁尔量规利用酒精和无纺布擦洗干净；
3)将擦洗干净的鲁尔量规倾斜放置于X射线三维尺寸测量系统(工业CT)高精度转台中心；
4)通过图形工作站设置相关参数对步骤3)中的鲁尔量规进行微电流(0到1000μA)360°精确扫描，得到点云数据；
5)通过Calypso软件对步骤4)精扫后得到的点云数据进行编程重构三维图，再通过测量策略得到准确尺寸；
6)取出测量完毕的鲁尔量规，涂油，置于工件盒内。
实施例
一种无损测量医用鲁尔量规内尺寸的方法
1)待测鲁尔量规预先置于恒温恒湿实验室工作台12小时；
2)将步骤1)中鲁尔量规利用酒精和无纺布擦洗干净；
3)将擦洗干净的鲁尔量规利用夹具夹紧30°倾斜放置于工业CT高精度转台中心(高精度转台属于机械扫描系统)；
X射线三维尺寸测量系统(简称工业CT)是指利用层析照相技术或断层扫描成像技术的工业计算机断层成像测量设备，它的基本结构由图1所示，通常由X射线源、机械扫描与控制系统、探测系统以及计算机系统等部分组成。
射线源提供CT扫描成像的能量线束用以穿透试件，根据射线在试件内的衰减情况实现以各点的衰减系数表征的CT图像重建。机械扫描系统实现CT扫描时试件的旋转或平移，它包括机械实现部分及电器控制系统。探测系统用来接收穿过试件的射线信号，经放大和模数转换后送进计算机进行图像重建。计算机系统用于扫描过程控制、参数调整，完成图形重构、显示及处理等。
4)通过图形工作站设置相关参数(如表1所示)对步骤3)中的鲁尔量规进行微电流360°精确扫描(转速0.1～1°/s)，得到点云数据；
表1参数设置
Figure GDA0003460420060000041
5)通过Calypso软件对步骤4)精扫后得到的点云数据进行编程重构三维图，再通过测量策略得到准确尺寸；
如图2所示，导入点云数据，设置灰度阈值0.68，如图3所示，再单击“Visualize CTdataset”，导入数据生成三维模型。
对生成的三维模型进行元素提取，如用于测试半刚性外圆锥接头的量规，按照国标所示的基准面，通过打点提取基准平面，再更改测量策略，使用半径为1.7mm的圆作为测量策略，步径宽度设置为0.1mm，速率设置为5，策略设置完毕后，如图4所示，在计算中选择滤波方式为：低通滤波。
如图5所示为基准面的元素提取、测量策略和计算方式。选取相应的平面、圆锥等特征，通过“3-2-1”的方式建立空间坐标系。如图6所示。
坐标系建立完毕后，根据GB/T 1962.1-2015注射器注射针及其他医疗器械6％(鲁尔)圆锥接头第1部分：通用要求，建立待评价特征参量(本发明评价参量如下图7-8所示，为国标所示量规尺寸要求)。其中，图7(a)用于测试刚性外圆锥接头的量规尺寸要求示意图，图7(b)用于测试半刚性外圆锥接头的量规尺寸要求示意图。图8为用于测试所有材料内圆锥接头的量规尺寸要求示意图。
重复上述步骤，评价用于测试所有材料内圆锥接头的量规特征，如图9所示。
通过最小二乘法计算出特征参量，特征参量值与国标值对比如下表2所示。
表2用于测试半刚性(刚性)外圆锥接头的量规(单位：mm)
Figure GDA0003460420060000051
表3测试所有材料的内圆锥接头的量规(单位：mm)
Figure GDA0003460420060000052
通过上述表3，可直观看出测得值与国标要求范围内。
6)取出测量完毕的鲁尔量规，涂油，置于工件盒内。
工业CT由X射线源、机械扫描与控制系统、探测系统、保护铅层以及计算机系统等部分组成。图形工作站参数设置包括：电压、电流、曝光时间、滤波、图片数量等。测量策略包括：元素提取、空间坐标系建立、拟合、空间坐标换算等。

Claims (5)

1.一种无损测量医用鲁尔量规内尺寸的方法，其特征在于，包括步骤：
1)将鲁尔量规倾斜放置于X射线三维尺寸测量系统转台中心；
2)通过图形工作站设置相关参数对步骤1)中的鲁尔量规进行微电流360°扫描，得到点云数据；所述的通过图形工作站设置相关参数，包括以下表格中的参数：
Figure FDA0003460420050000011
所述的鲁尔量规参数的表格如下：
参数名称 电压 电流 积分时间 预过滤器 投影数 参数单位 kV μA ms mm 幅 鲁尔接头参数 200 367 1000 Cu/2mm 1050 鲁尔塞规参数 200 587 1000 Cu/2mm 1050
其中，360°扫描的转速为0.1～1°/s；
3)通过Calypso软件对步骤2)扫描后得到的点云数据进行编程重构三维图，再通过测量策略完成无损测量；编程重构三维图步骤如下：
3.1)导入点云数据，设置灰度阈值，单击Visualize CT dataset，导入数据生成三维模型；
3.2)对生成的三维模型进行元素提取，策略设置完毕后，在计算中选择滤波方式为：低通滤波；
3.3)选取相应的平面、圆锥等特征，通过3-2-1的方式建立空间坐标系；
3.4)坐标系建立完毕后，建立待评价特征参量；重复上述步骤，评价用于测试所有材料内圆锥接头的量规特征。
2.根据权利要求1所述的一种无损测量医用鲁尔量规内尺寸的方法，其特征在于：步骤1)中，所述的X射线三维尺寸测量系统包括X射线源、机械扫描与控制系统、探测系统以及计算机系统；所述的射线源提供CT扫描成像的能量线束用以穿透试件，根据射线在试件内的衰减情况实现以各点的衰减系数表征的CT图像重建；所述的机械扫描与控制系统实现CT扫描时试件的旋转或平移，它包括机械实现部分及电器控制系统；所述的探测系统用来接收穿过试件的射线信号，经放大和模数转换后送进计算机进行图像重建；所述的计算机系统用于扫描过程控制、参数调整，完成图形重构、显示及处理。
3.根据权利要求1所述的一种无损测量医用鲁尔量规内尺寸的方法，其特征在于：步骤1)中，对所述的鲁尔量规先进行预处理，包括如下步骤：
1.1)将待测鲁尔量规预先置于恒温恒湿实验室工作台2小时以上；
1.2)将步骤1.1)中鲁尔量规利用酒精和无纺布擦洗干净；然后再放置于X射线三维尺寸测量系统。
4.根据权利要求1所述的一种无损测量医用鲁尔量规内尺寸的方法，其特征在于：步骤3)中，完成所述的无损测量后，取出测量完毕的鲁尔量规，涂油，置于工件盒内。
5.根据权利要求1所述的一种无损测量医用鲁尔量规内尺寸的方法，其特征在于：步骤2)中，所述的微电流为0～1000μA。
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