CN114062990A - 一种医用磁共振成像设备性能检测模体和图像质量评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种医用磁共振成像设备性能检测模体和图像质量评价方法，其是在正圆柱空心筒内部堆叠多层性能检测模块，各模块相互独立，从上至下依次间隔设置有层厚模块、图像均匀性模块、高对比度分辨力模块、低对比度分辨力模块和几何畸变模块。图像均匀性模块为层厚模块与高对比度分辨力模块之间的均匀水层，几何畸变模块为栅格结构。利用上述检测模体进行图像质量评价方法包括层厚、图像均匀性和信噪比、低对比度分辨力和几何畸变评价。本发明能自动化检测模体的图像，测量简单且迅速完成检测，对模体进行校准溯源时操作简单、快速，恢复原状准确，从而使检测模体的图像质量评价迅速、准确，更加适于实用。

Description

一种医用磁共振成像设备性能检测模体和图像质量评价方法

技术领域

本发明涉及一种医疗机械领域的医用磁共振质量的性能检测模体及图像质量评价方法，特别是涉及一种医用磁共振成像设备性能检测模体和图像质量评价方法。

背景技术

医用磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)设备利用人体中水分子中的氢核质子在静磁场的作用下围绕磁场方向作拉莫尔运动时被外加射频场激发产生的磁共振信号进行图像重建，实现多参数、多平面成像，不但可以提供形态学结构信息，也可以提供生物化学及灌注等功能信息，具有优越的软组织对比度。MRI作为肿瘤学中一种强大的非侵入性成像手段，目前已成为一种成熟而广泛使用的成像方法而广泛的应用于临床医学与医学研究之中。

然而，在磁共振设备装机后投入使用的过程中，会因磁体老化、日常维护不当等因素的影响，导致成像质量下降，引发相同组织的灰度不一、小病灶无法准确识别、病灶图像失真以及噪声伪影等问题，从而误导影像科技师临床病情诊断，若不及时进行质量控制，甚至会造成医疗事故。为了更好实现MRI设备的优越性能，降低设备运行风险，必须对成像系统进行质量的控制与管理。

国外对磁共振的质量控制的研究二十世纪八、九十年代起步，美国医学物理学会(American Association of Physicists in Medicine,AAPM)提出了AAPM Report No.28:Quality assurance methods and phantoms for magnetic resonance imaging、AAPMReport No.34:Acceptance testing of magnetic resonance imaging systems和AAPMReport No.100:Acceptance Testing and Quality Assurance Procedures forMagnetic Resonance Imaging Facilities的测试标准，推荐了磁共振设备的验收与质量控制方法及相应指标并分析了影响图像质量参数的因素；美国电气制造商协会(NationalElectrical Manufacturers Association，NEMA)则提出MS系列标准定义了一套磁共振的关键参数，并提供了这些参数的测量方法，给出了部分参数的误差修正方法。国际电工委员会(International Electrotechnical Commission,IEC)发布IEC 60601-2-33标准，给出了医用磁共振设备的基本安全和性能要求。美国放射学会(American College ofRadiology,ACR)参考了NEMA标准和AAPM报告推荐了ACR模体并发布了Phantom TestGuidance for the ACR MRI Accreditation Program和2015ACR Magnetic ResonanceImaging Quality Control Manual等报告与白皮书用于MR设备的性能评估。较于MRI技术的快速发展，国内研究机构对MRI设备性能和图像质量评价方法的研究相对滞后，目前国内的一些标准如：卫生行业标准WS/T 263-2006医用磁共振成像(MRI)设备影像质量检测与评价规范、行业标准YY/T 0482-2004医疗诊断用磁共振设备技术要求及试验方法以及医用磁共振成像设备检定规程均参考了AAPM报告和NEMA的相关标准。

为了满足对医用磁共振质量精准评估的要求，性能检测模体应运而生，现已被广泛用于质量控制以及检测信噪比、图像均匀性、几何畸变、高对比度分辨力、低对比度分辨力和层厚等参数的测量。目前国内外保有量最大的两款模体分别为美国模体实验室生产的Magphan SMR系列模体和美国放射学会研发的ACR模体。这两种模体几乎可以实现大多数关键参数的检测，但它们的设计结构相对简单、内置材料十分单一，已无法满足MRI技术快速发展带来的不断提升的检测需求。

Magphan SMR系列模体主要分为SMR100和SMR170模体，SMR 100外壳由2个内径为200mm的亚克力半球组成；SMR 170模体外壳为一个外径200mm，内径190mm，壁厚5mm的圆柱体。两个模体内部均为边长100mm的亚克力测试立方体，立方体由切片层厚斜面，高对比度分辨力测试板和低对比度分辨力测试板拼接而成(如图1所示)，能够实现层厚精度、几何畸变、高对比度分辨力、低对比度分辨力、图像均匀性等项目参数的测量，但也存在许多不足：

1.Magphan模体中的层厚测量斜面设计原理简单，不符合NEMA标准，无法修正模体因倾斜放置导致的层厚测量误差，实际测量误差较大。

2.几何畸变模块由两个亚克力半圆盘组成，插在第二个和第三个层厚测量斜面中间对中心测试方体起固定作用，圆盘上共有20个贯穿孔，通过计算MRI图像上孔间距的测量值与标称值之差来检测几何畸变，用于检测几何畸变，但是小孔的直径(3mm)较大，若无法准确定位其圆心，则会造成较大误差；此外，小孔的位置固定、距离固定，只能检测固定位置、固定距离的几何畸变、再者，两半圆盘拼接后可能会产生缝隙和高度差，导致标称值不准确。

3.高对比度分辨力模块中的11组线对组呈L型分布，在一次成像中，只能检测磁共振成像区域边缘的高对比度分辨力性能，无法检测中心成像区域的高对比度分辨力性能。

4.低对比度分辨力模块内的低对比度圆斑只有12个，且刻蚀深度较深，最浅刻蚀深度为0.5mm，导致目前在用的所有医用MRI设备均能清晰分辨所有低对比度圆斑，无法对不同档次MRI设备的低对比度分辨力进行有效区分。

5.所有模块的厚度在2～3mm之间，在进行MRI设备性能检测时，无法进行连续扫描，必须采用分层扫描的方式，即每个模块都需要单独进行一次扫描。对于医院在用MRI设备，此过程耗时较长，长时间占用机时会严重耽误临床诊断。

6.模体作为磁共振质控工具，其量值的准确性非常重要。但是模体因加工误差，长期溶液浸泡等因素，可能会存在实际尺寸与标称尺寸不相符的情况，因此需要对模体进行校准溯源，根据模体各模块的标称尺寸，溯源时需要用到高精度的光学投影仪和光栅测微仪对模体的尺寸进行测量。然而Magphan模体所有模块通过塑料螺丝拼接固定在中心测试方体上，使用光学投影仪和光栅测微仪溯源时必须将其进行拆解，由于各模块的厚度较小，拆解过程非常容易造成模块损坏；此外，校准完成后需要对模体进行重新组装，组装过程则必然会造成装配偏差，导致复原后的模体与初始状态模体的尺寸会产生一定量的偏差。

ACR模体是一个中空的长148mm、内径190mm、两端封闭的亚克力圆柱体。层厚精度、几何畸变、高对比度分辨力、低对比度分辨力、图像均匀性等项目参数的测量，ACR模体各模块的厚度满足连续扫描要求，能够有效较少检测耗时，但该模体也存在如下缺陷：

1.层厚模块通过测量2道斜率相反的1mm凹槽内的高信号区域长度计算层厚，虽然可以用于修正模体倾斜放置产生的误差，但凹槽宽度的存在也对层厚的测量产生了一定的误差，且凹槽宽度越大，误差越大，若凹槽宽度太小，则会因为实际成像中凹槽信号强度过低而加大测量难度。

2.高对比度分辨力模块使用不同孔径点阵的方式进行测量，原理与Magphan模体类似，但ACR模体高对比度分辨力模块中仅有3组不同孔径的点阵，无法准确检测MRI设备的高对比度分辨力性能。

3.由于MRI设备中心位置的磁场均匀性最好，所以使用MRI设备对人体进行扫描时，人会位于MRI设备中心位置，但是ACR模体的低对比度分辨力模块未设置在模体中心，不能体现MRI设备的最佳性能。

4.ACR模体采用封闭式的设计，由于无法更换溶液，溶液中溶解氧的析出会导致模体内气泡增多，对MRI设备的评价结果产生严重影响。此外，封闭式设计使得模体无法溯源，其量值准确性无法保证。

使用性能检测模体对MRI设备进行图像数据采集后，还需要对图像质量进行评价，目前MRI设备图像质量评价主要还是采取主管目测法。但是传统的人工主观目测法更多依赖检测人员的专业知识和经验，准确度低、可重复性差，无法真实反映设备性能，随着医学影像应用的日益成熟，图像质量评价的客观性越来越受到重视。研究基于模体的图像质量客观评价方法的程序化评价方法将是建立医用MRI系统图像质量客观评价体系的必然发展趋势。

有鉴于上述现有的医用磁共振质量的性能检测模体及图像质量评价方法存在的缺陷，本发明人经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的医用磁共振质量的性能检测模体存在的缺陷，而提供一种新型结构的一种医用磁共振成像设备性能检测模体和图像质量评价方法，所要解决的技术问题是使其测量精度高，从而更加适于实用。

本发明的另一目的在于，克服现有的医用磁共振质量的性能检测模体及图像质量评价方法存在的缺陷，而提供一种新的一种医用磁共振成像设备性能检测模体和图像质量评价方法，所要解决的技术问题是使其测量简单且迅速完成检测，从而更加适于实用。

本发明的再一目的在于，提供一种新的一种医用磁共振成像设备性能检测模体和图像质量评价方法，所要解决的技术问题是使其对模体进行校准溯源时操作简单、快速，恢复原状准确，从而更加适于实用。

本发明的还一目的在于，提供一种医用磁共振成像设备性能检测模体的图像质量评价方法，所要解决的技术问题是使其能自动化检测模体的图像质量评价，从而是检测模体的图像质量评价迅速、准确，更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种医用磁共振成像设备性能检测模体，为正圆柱筒型密封结构，包括：正圆柱空心筒、上顶盖及多层性能检测模块，上顶盖固定在正圆柱空心筒的上面，正圆柱空心筒内部堆叠多层性能检测模块，各模块相互独立，从上至下依次间隔设置有层厚模块、图像均匀性模块、高对比度分辨力模块、低对比度分辨力模块和几何畸变模块，其中，层厚模块、高对比度分辨力模块和低对比度分辨力模块均为圆盘结构；图像均匀性模块为层厚模块与高对比度分辨力模块之间的均匀水层，几何畸变模块为栅格结构，几何畸变模块固定在正圆柱空心筒内的下底上；

上顶盖和每个模块上均设有用于连接其他模块4个装配孔，4个装配孔中心之间的连线距离相等呈正方形；

各模块之间通过4根亚克力棒及不同长度的套管连接，亚克力棒穿过装配孔搭配套管用于支撑各模块并控制各模块之间的距离。

进一步，设置在层厚模块2上表面的4个层厚模块上表面装配孔和上顶盖下表面的装配孔上下一一对应，且均匀分布在层厚模块和上顶盖上，呈正方形分布；设置在层厚模块下表面的4个层厚模块下表面装配孔、设置在高对比度分辨力模块上的4个高对比度分辨力模块装配孔、设置在低对比度分辨力模块上的4个低对比度分辨力模块装配孔和设置在下底表面上的4个下底装配孔上下一一对应，且分别均匀分布在层厚模块下表面、高对比度分辨力模块、低对比度分辨力模块和下底面上；

4个层厚模块下表面装配孔、4个高对比度分辨力模块装配孔、4个低对比度分辨力模块装配孔和4个下底上表面的装配孔分别位于4个层厚模块上表面装配孔中心之间4个连线的中线上，即4个层厚模块下表面装配孔、4个高对比度分辨力模块装配孔、4个低对比度分辨力模块装配孔和下底上表面的4个装配孔相对于4个层厚模块上表面的装配孔旋转45°呈正方形分布。

进一步，其中上顶盖和层厚模块通过4个第一套管连接，层厚模块和高对比度分辨力模块通过4个第二套管连接，高对比度分辨力模块和低对比度分辨力模块4通过4个第三套管连接，低对比度分辨力模块和下底通过4个第四套管连接。

进一步，所述的高对比度分辨力模块和所述的低对比度分辨力模块上设有定位孔，层厚模块2和图像均匀性模块设有4个定位棒，定位孔或定位棒的位置上下一一对应，4个定位孔和4个定位棒设置在各模块边缘的左上角、右上角、左下角和右下角位置，整体呈矩形分布且矩形的中心为各模块的圆心。

进一步，所述的层厚模块由一组交叉放置的楔形块和圆盘型的基板组成，楔形块固定在基板上，两个楔形块的长边相对紧贴，且与基板的直径在同一条直线，基板上固定4个定位棒，其中定位棒在层厚模块2上表面伸出高度为20mm，定位棒下表面伸出高度为20mm，层厚模块上表面装配孔和上顶盖1下表面装配孔上下一一对应，通过30mm的第一套管连接，层厚模块下表面装配孔和高对比度分辨力模块装配孔一一对应，通过25mm的第二套管连接。

进一步，所述的高对比度分辨力模块为圆盘，圆盘上设有镂空24个线对组，每个线对组由3～5个长方型贯穿孔组成，所有线对的长度相同；

每个线对组内，长方形贯穿孔的宽度与相邻两个长方形贯穿孔的距离相同，共有12种宽度的线对组，每种宽度有2个线对组，共计24个线对组，24个线对组共分两种方式排列，其中12个线对组呈L型分布在模块边缘位置，另外12个线对组分布在模块中心区域；

高对比度分辨力模块装配孔在上方通过25mm的第二套管与层厚模块下表面装配孔连接，在高对比度分辨力模块装配孔下方通过17.5mm的第三套管与低对比度分辨力模块装配孔连接。

进一步，所述的低对比度分辨力模块为圆盘，低对比度分辨力模块上表面刻蚀4组不同深度的凹槽，每个凹槽组均包含4种不同直径的凹槽，每种直径的凹槽为3个，共计12个凹槽，4个凹槽组共计48个凹槽；其中，4个凹槽组分别分布在圆盘的右上方、左上方、左下方、右下方且相邻的两凹槽组关于圆盘直径对称布置，位于左上方的凹槽组设有3列凹槽，每列凹槽设有4个直径不同的凹槽，其中，位于中列的4个不同直径的凹槽由上至下按直径由小到大排列，其他两列的4个不同直径的凹槽由上至下按直径由大到小排列，位于右上方的凹槽组的排列与位于左上方的凹槽组的排列相同；

位于左下方的凹槽组也设有3列凹槽，每列凹槽设有4个直径不同的凹槽，位于中列的4个不同直径的凹槽由上至下按直径由大到小排列，其他两列的4个不同直径的凹槽由上至下按直径由小到大排列，位于右下方的凹槽组的排列与位于左下方的凹槽组的排列相同；

4个凹槽组的深度不同且按照位于右上方凹槽组、位于左上方凹槽组、位于左下方凹槽组和位于右下方凹槽组的顺序在1.0mm至0.1mm范围内依次减小；

低对比度分辨力模块装配孔在上方通过17.5mm的第三套管与高对比度分辨力模块装配孔连接，在低对比度分辨力模块装配孔下方通过27.5mm的第四套管与下底连接。

进一步，所述的几何畸变模块由栅格和栅格四侧边设置的倾斜片组成，栅格为正方形结构，栅格内部共包含100个单元格，呈10*10分布；单元格为正方形，栅格的外侧边的4条倾斜片中的每条倾斜片始于栅格一侧边的底边顶点，终于栅格另一侧边的上边顶点。

进一步，位于右上方所有凹槽的深度是1.0mm，位于左上方所有凹槽的深度是0.5mm，位于左下方所有凹槽的深度是0.25mm，位于右下方所有凹槽的深度是0.1mm。

进一步，正圆柱空心筒的上顶盖边缘位置设有两个注水孔，正圆柱空心筒的侧面为正圆柱空心筒侧壁，正圆柱空心筒侧壁上共设有3条用于激光定位的定位线，其中，正圆柱空心筒侧壁的正前方和正后方各设1条竖直的直线定位线贯穿正圆柱空心筒侧壁，环绕正圆柱空心筒侧壁的正中中心位置设置1条圆形定位线。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的采用一种医用磁共振成像设备性能检测模体对MRI设备进行图像数据采集后对图像质量进行评价方法，主要包括：

层厚评价：利用层厚模块，分别在两个楔形块的成像区域自动定位出不少于5行像素点，每行像素点包含整个成像区域，根据信号线上每个像素点的位置和磁共振信号强度，绘制出均值profile线，上下两个楔形块成像区域各1条；

根据均值profile线，自动测量出两个楔形块层厚测量区域的长度w₁和w₂，其中w₁为较小的长度，w₂为较大的长度，根据w₁和w₂的测量结果，使用下述公式计算层厚测量值D：

D＝w₁ tan(α+θ)

式中，ɑ为楔形块的夹角，对于层厚模块2，ɑ＝5.711°；

θ为模体因摆放不正而引入的倾斜角；

进一步,还包括图像均匀性和信噪比评价：图像均匀性模块为均匀水层，在评价均匀性时，自动定位、绘制均匀水层图像中九宫格形式排列的9个ROI，每个ROI均小于100mm²或至少包含100个像素点，软件自动读取9个ROI内磁共振信号强度，计算信号最大值与最小值之差、最大值与最小值之和，并根据公式计算图像均匀性U。

式中：S_max为9个ROI中磁共振信号最大值；

S_min为9个ROI中磁共振信号最小值；

对信噪比进行评价时，软件自动定位、绘制均匀水层图像中5个ROI，其中图像中心位置1个ROI，四个角落各一个ROI，每个ROI均小于100mm²或至少包含100个像素点，软件自动读取每个ROI的磁共振信号强度和噪声，并根据公式计算信噪比SNR：

式中：S_c为中心ROI的信号强度；

S_b为周围背景区域信号强度，即角落4个ROI的信号强度均值：

S_b＝(S₁+S₂+S₃+S₄)/4；SD_c为中心ROI的噪声。

进一步，还包括高对比度分辨力评价：对高对比度分辨力性能进行评价时，自动识别高对比度分辨力模块图像中的所有线对组并进行框选，并根据信号强度绘制每个线对组的profile曲线。根据profile曲线计算调制深度，调制深度大于等于50％则判定该线对组可分辨，小于50％判定该线对组不可分辨。调制深度PM％的计算公式为：

PM％＝A/2B×100

式中，A为信号波峰与波谷幅值之差；

B为信号的平均值；

所有线对组的调制深度计算完成后，根据计算结果拟合出线对-调制深度曲线，并计算出50％调制深度所对应的线对值。

进一步，还包括低对比度分辨力评价：自动定位低对比度分辨力模块图像中所有低对比度圆斑，并在低对比度圆斑内部和周围绘制ROI，自动读取每个ROI的磁共振信号强度，并根据公式计算每一个圆斑的对比度LCR:

式中：S_o为圆斑内ROI的磁共振信号强度；

S_ob为与对应的周围ROI的磁共振信号强度。

进一步，还包括几何畸变评价：载入几何畸变模块图像后在图像上显示2个选框，用户拖动选框在栅格内部任意选取两个交叉点，栅格交叉点选取完成后，自动定位两个选框内栅格交叉点的右下角点并连线，然后根据连线涉及的栅格数量计算线段长度的标称值，测量线段的实际长度，根据公式计算几何畸变率：

式中：L_m为线段长度实测值；

L_n为线段长度标称值。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。其至少具有下列优点：

1.本发明的层厚模块可以修正因模体倾斜放置导致的层厚测量误差，且不引入凹槽水膜厚度引起的误差。

2.本发明几何畸变模块采用一体式栅格设计，避免了因装配拼接产生的误差，栅格壁厚薄至1mm，利用栅格角点定位更加精准，误差更小；栅格外侧的倾斜板可用于辨别模体摆放是否倾斜。

3.本发明的高对比度分辨力模块中线对组足够多，并且一次成像即可同时检测中心和边缘成像区域的高对比度分辨力性能。

4.本发明的低对比度分辨力模块有足够多不同直径、不同刻蚀深度的低对比度圆斑，能够对不同档次MRI设备的低对比度分辨力进行有效区分，并且一次成像即可同时检测中心和边缘成像区域的低对比度分辨力性能。

5.本发明由于MRI设备各层扫描切片为等厚等间距，因此模体中所有模块的厚度均不小于5mm，并且各模块的排布方式使得各模块恰好位于各层扫描切片的切片位置中心，以保证在一次连续扫描中完成所有模块的有效成像，提升MRI设备质控效率；

6.本发明的模体中所有模块均可灵活拆卸与组装，所有模块均为一体式设计，不会引入因拆装导致的装配误差，此外，各自独立的模块便于模体的溯源；

7.本发明为了能对实验数据进行客观分析评价，研发了一种图像质量评价方法，能够对不同品牌型号MRI设备采集到的数据进行图像质量自动化分析处理。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1是Magphan SMR系列模体中心测试立方体的组合结构外观立体图。

图2是本发明外观立体示意图。

图3是本发明整体结构的示意图。

图4是本发明层厚模块立体结构示意图。

图5是本发明层厚模块上表面示意图。

图6是本发明层厚模块下表面示意图。

图7是本发明高对比度分辨力模块立体结构示意图。

图8是本发明高对比度分辨力模块平面示意图。

图9是本发明低对比度分辨力模块立体结构示意图。

图10是本发明低对比度分辨力模块平面图。

图11是本发明几何畸变模块立体结构示意图。

图12是本发明层厚模块信号线绘制图。

图13是本发明模体层厚评价示意图。

图14是本发明图像均匀性评价示意图。

图15是本发明信噪比评价示意图。

图16是本发明调制深度计算方法示意图。

图17是本发明低对比度分辨力评价示意图。

图18是本发明模体几何畸变评价示意图。

图19是本发明扫描切片定位方式示意图。

图20Magphan模体几何畸变模块实际成像图。(左：正常磁共振设备，右：弧形畸变磁共振设备)

图21本发明几何畸变模块实际成像图。(左：正常磁共振设备，右：弧形畸变磁共振设备)

图22Magphan模体层厚模块实际成像图。

图23Magphan模体低对比度分辨力模块实际成像图。

图24本发明低对比度分辨力模块实际成像图。

其中：

1：顶盖

10下底

11：正圆柱空心筒侧壁

11-1：圆形定位线 11-2：直线定位线

12：定位棒 13：定位孔

2层厚模块

2-1：楔形块 2-2：基板

2-3：层厚模块上表面装配孔 2-4：层厚模块下表面装配孔

3高对比度分辨力模块

3-1：高对比度分辨力模块装配孔

4低对比度分辨力模块

4-1：低对比度分辨力模块装配孔

5：几何畸变模块

5-1：栅格 5-2：倾斜片

6：第一套管

7：第二套管

8：第三套管

9：第四套管

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种医用磁共振成像设备性能检测模体和图像质量评价方法，其具体实施方式、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图2-图11所示，本发明较佳实施例的一种医用磁共振成像设备性能检测模体，其为正圆柱筒型密封结构，包括：正圆柱空心筒、上顶盖1及多层性能检测模块，上顶盖1固定在正圆柱空心筒的上面，正圆柱空心筒内部堆叠多层性能检测模块，各模块相互独立，从上至下依次间隔设置有层厚模块2、图像均匀性模块、高对比度分辨力模块3、低对比度分辨力模块4和几何畸变模块5，其中，图像均匀性模块为层厚模块2与高对比度分辨力模块3之间的均匀水层，几何畸变模块5为栅格结构，几何畸变模块5固定在正圆柱空心筒内的下底10上；层厚模块2、高对比度分辨力模块3和低对比度分辨力模块4均为圆盘结构。

上顶盖1和每个模块上均设有用于连接其他模块4个装配孔，4个装配孔中心之间的连线距离相等呈正方形。正圆柱空心筒的上顶盖1边缘位置设有两个注水孔，正圆柱空心筒的侧面为正圆柱空心筒侧壁11，正圆柱空心筒侧壁11上共设有3条用于激光定位的定位线，其中，正圆柱空心筒侧壁11的正前方和正后方各设1条竖直的直线定位线11-2贯穿正圆柱空心筒侧壁11，环绕正圆柱空心筒侧壁的正中中心位置设置1条圆形定位线11-1。

设置在层厚模块2上表面的4个层厚模块上表面装配孔2-3和上顶盖1下表面的装配孔上下一一对应，且均匀分布在层厚模块2和上顶盖上，呈正方形分布；

设置在层厚模块下表面的4个层厚模块下表面装配孔2-4、设置在高对比度分辨力模块3上的4个高对比度分辨力模块装配孔3-1、设置在低对比度分辨力模块4上的4个低对比度分辨力模块装配孔4-1和设置在下底10表面上的4个下底装配孔上下一一对应，且分别均匀分布在层厚模块2下表面、高对比度分辨力模块3、低对比度分辨力模块4和下底10面上；

4个层厚模块下表面装配孔2-4、4个高对比度分辨力模块装配孔3-1、4个低对比度分辨力模块装配孔4-1和4个下底上表面的装配孔分别位于4个层厚模块上表面装配孔2-3中心之间4个连线的中线上，即4个层厚模块下表面装配孔2-4、4个高对比度分辨力模块装配孔3-1、4个低对比度分辨力模块装配孔4-1和下底10上表面的4个装配孔相对于4个层厚模块上表面的装配孔2-3旋转45°呈正方形分布；

各模块之间通过4根亚克力棒及不同长度的套管连接，亚克力棒穿过装配孔搭配套管用于支撑各模块并控制各模块之间的距离；其中上顶盖1和层厚模块2通过4个30mm的第一套管6连接，层厚模块2和高对比度分辨力模块3通过4个25mm的第二套管7连接，高对比度分辨力模块3和低对比度分辨力模块4通过4个17.5mm的第三套管8连接，低对比度分辨力模块4和下底10通过4个27.5mm的第四套管9连接。

所述的高对比度分辨力模块3和所述的低对比度分辨力模块4上设有定位孔13，层厚模块2和图像均匀性模块设有4个定位棒12，定位孔或定位棒的位置上下一一对应，4个定位孔13和4个定位棒12设置在各模块边缘的左上角、右上角、左下角和右下角位置，整体呈矩形分布且矩形的中心为各模块的圆心。

层厚模块2由一组交叉放置的楔形块2-1和圆盘型的基板2-2组成，楔形块2-1固定在基板2-2上，两个楔形块2-1的长边相对紧贴，且与基板2-2的直径在同一条直线，基板2-2上固定4个定位棒12，其中定位棒12在层厚模块2上表面伸出高度为20mm，定位棒12下表面伸出高度为20mm，层厚模块上表面装配孔2-3和上顶盖1下表面装配孔上下一一对应，通过30mm套管6连接，层厚模块下表面装配孔2-4和高对比度分辨力模块装配孔3-1一一对应，通过25mm套管7连接。

高对比度分辨力模块3为圆盘，圆盘上设有镂空24个线对组，每个线对组由3～5个长方型贯穿孔组成，所有线对的长度相同；

每个线对组内，长方形贯穿孔的宽度与相邻两个长方形贯穿孔的距离相同，共有12种宽度的线对组，每种宽度有2个线对组，共计24个线对组，24个线对组共分两种方式排列，其中12个线对组呈L型分布在模块边缘位置，另外12个线对组分布在模块中心区域；

高对比度分辨力模块装配孔3-1在上方通过25mm的第二套管7与层厚模块下表面装配孔2-4连接，在高对比度分辨力模块装配孔3-1下方通过17.5mm的第三套管8与低对比度分辨力模块装配孔4-1连接.

低对比度分辨力模块4为圆盘，低对比度分辨力模块4上表面刻蚀4组不同深度的凹槽，每个凹槽组均包含4种不同直径的凹槽，每种直径的凹槽为3个，共计12个凹槽，4个凹槽组共计48个凹槽；其中，4个凹槽组分别分布在圆盘的右上方、左上方、左下方、右下方且相邻的两凹槽组关于圆盘直径对称布置，位于左上方的凹槽组设有3列凹槽，每列凹槽设有4个直径不同的凹槽，其中，位于中列的4个不同直径的凹槽由上至下按直径由小到大排列，其他两列的4个不同直径的凹槽由上至下按直径由大到小排列，位于右上方的凹槽组的排列与位于左上方的凹槽组的排列相同；

位于左下方的凹槽组也设有3列凹槽，每列凹槽设有4个直径不同的凹槽，位于中列的4个不同直径的凹槽由上至下按直径由大到小排列，其他两列的4个不同直径的凹槽由上至下按直径由小到大排列，位于右下方的凹槽组的排列与位于左下方的凹槽组的排列相同；

4个凹槽组的深度不同且按照位于右上方凹槽组、位于左上方凹槽组、位于左下方凹槽组和位于右下方凹槽组的顺序在1.0mm至0.1mm范围内依次减小，其中：位于右上方所有凹槽的深度是1.0mm，位于左上方所有凹槽的深度是0.5mm，位于左下方所有凹槽的深度是0.25mm，位于右下方所有凹槽的深度是0.1mm；

低对比度分辨力模块装配孔4-1在上方通过17.5mm的第三套管8与高对比度分辨力模块装配孔3-1连接，在低对比度分辨力模块装配孔4-1下方通过27.5mm的第四套管9与下底10连接。

几何畸变模块5由栅格5-1和栅格5-1四侧边设置的倾斜片5-2组成，栅格5-1为正方形结构，栅格5-1内部共包含100个单元格，呈10*10分布；单元格为正方形，栅格5-1的外侧边的4条倾斜片中的每条倾斜片始于栅格5-1一侧边的底边顶点，终于栅格5-1另一侧边的上边顶点。

本发明又一较佳具体实施例的一种医用磁共振成像设备性能检测模体实施例。

如图2所示，其为正圆柱筒型密封结构，包括：正圆柱空心筒、上顶盖1及多层性能检测模块，正圆柱空心筒体高度为140mm，外径为200mm，内径为180mm，侧壁厚度10mm，上下底厚度均为10mm。上顶盖固定在正圆柱空心筒的上面，上顶盖1边缘位置有两个注水孔。

正圆柱空心筒体上共有3条定位线用于激光定位，其中正圆柱空心筒的侧面为正圆柱空心筒侧壁11，正圆柱空心筒侧壁11上共设有3条用于激光定位的定位线，其中，正圆柱空心筒侧壁11的正前方和正后方各设1条竖直的直线定位线11-2贯穿正圆柱空心筒侧壁11，环绕正圆柱空心筒侧壁的正中中心位置设置1条圆形定位线11-1。

如图3所示，正圆柱空心筒内部堆叠多层性能检测模块，各模块相互独立，从上至下依次间隔设置有层厚模块2、图像均匀性模块、高对比度分辨力模块3、低对比度分辨力模块4和几何畸变模块5，其中，图像均匀性模块为层厚模块2与高对比度分辨力模块3之间的均匀水层，几何畸变模块5为栅格结构，几何畸变模块5固定在正圆柱空心筒内的下底10上；层厚模块2、高对比度分辨力模块3和低对比度分辨力模块4均为圆盘结构。

每个模块上均有4个直径为2mm的定位孔13或定位棒12用于图像质量评价软件定位，其中，高对比度分辨力模块和低对比度分辨力模块上为定位孔13，层厚模块和图像均匀性模块为定位棒12，定位孔或定位棒的位置上下一一对应，4个定位孔13和4个定位棒12设置在各模块边缘的左上角、右上角、左下角和右下角位置，呈矩形分布且矩形的中心为各模块的圆心。

参阅图4-图5所示，上顶盖和1每个模块上均有4个装配孔用于连接其他模块，装配孔直径为10mm，层厚模块2上表面和上顶盖1下表面的装配孔上下一一对应，均匀分布在直径为70mm的圆上，呈正方形分布；

参阅图6所示，设置在4个层厚模块下表面的层厚模块下表面的层厚模块下表面层厚模块下表面装配孔2-4、设置在高对比度分辨力模块3上的4个高对比度分辨力模块装配孔3-1、设置在低对比度分辨力模块4上的4个低对比度分辨力模块装配孔4-1和设置在下底10表面上的4个下底装配孔上下一一对应，且分别均匀分布在层厚模块2下表面、高对比度分辨力模块3、低对比度分辨力模块4和下底10面上；4个层厚模块下表面装配孔2-4、4个高对比度分辨力模块装配孔3-1、4个低对比度分辨力模块装配孔4-1和4个下底上表面的装配孔分别位于4个层厚模块2上表面装配孔2-3中心之间4个连线的中线上，即4个层厚模块下表面装配孔2-4、4个高对比度分辨力模块装配孔3-1、4个低对比度分辨力模块装配孔4-1和下底10上表面的4个装配孔相对于4个层厚模块上表面的装配孔2-3旋转45°呈正方形分布。

各模块之间通过4根直径为10mm的亚克力棒及不同长度的套管连接，亚克力棒穿过装配孔搭配套管用于支撑各模块并控制各模块之间的距离；其中上顶盖1和层厚模块2通过4个30mm套管6连接，层厚模块2和高对比度分辨力模块3通过4个25mm套管7连接，高对比度分辨力模块3和低对比度分辨力模块4通过4个17.5mm套管8连接，低对比度分辨力模块4和下底通过4个27.5mm套管9连接。

层厚模块2由一组交叉放置的楔形块2-1和圆盘型的基板2-2组成，楔形块2-1高度为15mm，长度为150mm，每个楔形块宽度为10mm，固定在直径160mm，厚度5mm的基板2-2上，两个楔形块的长边相对紧贴，与圆盘型的基板2-2直径在同一条直线。圆盘型的基板2-2上固定4个定位棒12，其中定位棒12在层厚模块2上表面伸出高度为20mm，定位棒12在层厚模块2下表面伸出高度为20mm，如图4所示。

层厚模块上表面装配孔2-3和上顶盖下表面装配孔上下一一对应，通过30mm套管6连接，如图5所示。

层厚模块下表面装配孔2-4和高对比度分辨力模块装配孔3-1一一对应，通过25mm套管7连接。

高对比度分辨力模块(3)整体结构是直径为160mm，厚度为5mm的圆盘，圆盘上镂空24个线对组，每个线对组由3～5个长方型贯穿孔组成，所有线对的长度均为12mm。每个线对组内，长方形贯穿孔的宽度与相邻两个长方形贯穿孔的距离相同，以5mm的线对组为例，由3个长度为12mm宽度为5mm的长方形贯穿孔组成，每个长方形贯穿孔之间间隔5mm，所有线对组的贯穿孔个数和对应的线宽及线间距如表1所示，共有12种宽度的线对组，每种宽度有2个线对组，共计24个线对组。24个线对组共分两种方式排列，其中12个线对组呈L型分布在模块边缘位置，另外12个线对组分布在模块中心区域，如图7-图8所示。

高对比度分辨力模块装配孔3-1在上方通过25mm的第二套管7与层厚模块下表面装配孔2-4连接，在高对比度分辨力模块装配孔3-1下方通过17.5mm的第三套管8与低对比度分辨力模块装配孔4-1连接。

表1线对组贯穿孔个数和对应的线宽及线间距

对于L型分布的12个线对组，5mm、2.5mm、1.5mm、1.2mm、1.1mm线对组为横向排列，5mm线对组的右下顶点在圆心右方46mm，上方35mm处，2.5mm、1.5mm、1.2mm、1.1mm线对组位于5mm线对组左侧，依次间隔5mm；0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm线对组为纵向排列，0.4mm线对组的右下顶点在圆心左方30mm，下方46mm处，0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm线对组位于0.4mm线对组上方，依次间隔5mm。

对于中心区域的12个线对组，0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm线对组为横向排列。其中1.0mm线对组右上顶点位于圆心下方5mm、左方5mm处，0.9mm线对组在1.0mm线对组上方10mm处，0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm线对组位于0.9mm线对组右侧，依次间隔5mm。5mm、2.5mm、1.5mm、1.2mm、1.1mm线对组为纵向排列，1.1mm线对组左上顶点位于圆心下方5mm，1.2mm和5mm线对组在1.1mm线对组右侧，依次间隔5mm，1.5mm线对组在1.1mm线对组下方5mm，2.5mm线对组在1.5mm线对组右侧5mm。

高对比度分辨力模块装配孔3-1在上方通过25mm套管7与层厚模块下表面装配孔2-4连接，在下方通过17.5mm套管8与低对比度分辨力模块装配孔4-1连接。

低对比度分辨力模块4整体结构为直径160mm，厚度10mm的圆盘。低对比度分辨力模块4上表面刻蚀4组不同深度的凹槽；每个凹槽组均包含2mm、4mm、6mm和8mm 4种直径的凹槽，每种直径3个，共计12个凹槽；4组共计48个凹槽。其中，4个凹槽组分别分布在圆盘的右上方、左上方、左下方、右下方且相邻的两凹槽组关于圆盘直径对称布置，位于左上方的凹槽组设有3列凹槽，每列凹槽设有4个直径不同的凹槽，其中，位于中列的4个不同直径的凹槽由上至下按直径由小到大排列，其他两列的4个不同直径的凹槽由上至下按直径由大到小排列，位于右上方的凹槽组的排列与位于左上方的凹槽组的排列相同；

位于左下方的凹槽组也设有3列凹槽，每列凹槽设有4个直径不同的凹槽，位于中列的4个不同直径的凹槽由上至下按直径由大到小排列，其他两列的4个不同直径的凹槽由上至下按直径由小到大排列，位于右下方的凹槽组的排列与位于左下方的凹槽组的排列相同。如图9-图10所示。

4个凹槽组的深度不同且按照位于右上方凹槽组、位于左上方凹槽组、位于左下方凹槽组和位于右下方凹槽组的顺序在1.0mm至0.1mm范围内依次减小，其中：位于右上方所有凹槽的深度是1.0mm，位于左上方所有凹槽的深度是0.5mm，位于左下方所有凹槽的深度是0.25mm，位于右下方所有凹槽的深度是0.1mm。

低对比度分辨力模块装配孔4-1在上方通过17.5mm套管8与高对比度分辨力模块装配孔3-1连接，在下方通过27.5mm套管9与下底10连接。

几何畸变模块由栅格5-1和栅格5-1的四侧边的倾斜片5-2组成，栅格为正方形结构，厚度为10mm，内部共包含100个单元格，呈10*10分布；单元格为正方形，边长为10mm，壁厚1mm。栅格外侧有4条1mm厚，5mm宽的倾斜片，4条倾斜片分别位于栅格最外侧4边上，每条倾斜片始于底边顶点，终于另一侧上边顶点。几何畸变模块固定在模体下底内表面，如图11所示。

请参阅图12-图18所示，为了减少评价过程中的主观因素，使评价过程客观，本发明摒弃了传统的主观目测评价方法，参考国际标准中MRI设备性能评价方法并予以改进，将评价方法程式化，形成了一种图像质量评价方法，能够对不同品牌型号MRI设备采集到的数据进行图像质量自动化分析处理。

本发明具体较佳实施例的图像质量评价方法，其主要包括：

1、层厚评价方法：对于本发明层厚模体2，分别在两个楔形块2-1的成像区域自动定位出不少于5行像素点，每行像素点包含整个成像区域(150mm)，如图12所示。根据信号线上每个像素点的位置和磁共振信号强度，绘制出均值profile线。上下两个楔形块2-1成像区域各1条。

根据均值profile线，自动测量出两个楔形块2-1层厚测量区域的长度w₁和w₂。其中w₁为较小的长度，w₂为较大的长度，如图13。

根据w₁和w₂的测量结果，使用下述公式计算层厚测量值D：

D＝w₁ tan(α+θ)

式中，ɑ为楔形块的夹角，对于本发明层厚模块，ɑ＝5.711°；θ为层厚模块因摆放不正而引入的倾斜角。

图像均匀性和信噪比评价：本图像的均匀性模块3为均匀水层，在评价均匀性时，软件自动定位、绘制均匀水层图像中九宫格形式排列的9个ROI，每个ROI均小于100mm²或至少包含100个像素点，如图14，软件自动读取9个ROI内磁共振信号强度，计算信号最大值与最小值之差、最大值与最小值之和，并根据公式计算图像均匀性U。

式中：S_max为9个ROI中磁共振信号最大值；S_min为9个ROI中磁共振信号最小值。

对信噪比进行评价时，软件自动定位、绘制均匀水层图像中5个ROI，其中图像中心位置1个ROI，四个角落各一个ROI，每个ROI均小于100mm²或至少包含100个像素点，如图15所示。软件自动读取每个ROI的磁共振信号强度和噪声，并根据公式计算信噪比SNR：

式中：S_c为中心ROI的信号强度；S_b为周围背景区域信号强度，即角落4个ROI的信号强度均值：S_b＝(S₁+S₂+S₃+S₄)/4；SD_c为中心ROI的噪声

2、高对比度分辨力评价方法：对高对比度分辨力性能进行评价时，软件自动识别高对比度分辨力模块图像中的所有线对组并进行框选，并根据信号强度绘制每个线对组的profile曲线。根据profile曲线计算调制深度，调制深度大于等于50％则判定该线对组可分辨，小于50％判定该线对组不可分辨。调制深度PM％的计算公式为：

PM％＝A/2B×100

式中，A为信号波峰与波谷幅值之差，B为信号的平均值，如图16。

所有线对组的调制深度计算完成后，软件根据计算结果拟合出线对-调制深度曲线，并计算出50％调制深度所对应的线对值。

低对比度分辨力评价：软件自动定位低对比度分辨力模块图像中所有低对比度圆斑，并在低对比度圆斑内部和周围绘制ROI，如图17所示(以其中一个低对比度圆斑为例)。软件自动读取每个ROI的磁共振信号强度，并根据公式计算每一个圆斑的对比度LCR:

式中：S_o为圆斑内ROI的磁共振信号强度，S_ob为与对应的周围ROI的磁共振信号强度。

3几何畸变评价方法：对于本发明模体，载入几何畸变模块图像后在图像上显示2个选框，用户拖动选框在栅格内部任意选取两个交叉点，如图18；栅格交叉点选取完成后，软件自动定位两个选框内栅格交叉点的右下角点并连线，然后根据连线涉及的栅格数量计算线段长度的标称值，测量线段的实际长度，根据公式计算几何畸变率：

式中：L_m为线段长度实测值；L_n为线段长度标称值。

使用方法如下：

按照现行标准中医用磁共振性能检测方法的规定，对本发明模体进行硫酸铜溶液灌注，并进行去气处理，需保证模体内壁、各模块表面无任何气泡附着。使用本发明对MRI设备进行性能检测时，首先将模体沿轴向放置在扫描床上，打开MRI设备的激光定位灯，调整模体位置，使MRI设备的十字交叉激光定位线与模体外壳上的直线定位线11-2和圆形定位线11-1恰好重合。使用常用临床扫描序列对模体进行扫描，共设置10层切片，层厚设置为5mm，第一层切片位置中心设置在层厚模块中心，可保证所有模块均处于切片位置中心，如图19所示。扫描参数设置完成后即可对本发明模体进行连续扫描，扫描结束后将本发明模体的MRI图像导入本发明图像质量评价软件进行自动分析和处理并给出评价结果。

本发明能够实现现有医用磁共振性能检测模体ACR和Magphan SMR的所有检测项目。此外，层厚模块2可以修正因模体倾斜放置导致的层厚测量误差；不引入凹槽水膜厚度引起的误差；层厚模块2的楔形块2-1斜率为0.1，使实际成像中测量区域足够大，易于长度测量，减少测量误差。高对比度分辨力模块3能够实现1Lp/cm～12.5Lp/cm的测量，测量范围和精度大于所有现有模体，并且一次成像即可同时检测中心和边缘成像区域的高对比度分辨力性。低对比度分辨力模块4有2mm、4mm、6mm和8mm 4种直径的凹槽，每种直径有1.0mm,0.5mm,0.25mm和0.1mm 4种深度，共计48个低对比度圆斑，能够对不同档次MRI设备的低对比度分辨力进行有效区分；并且一次成像即可同时检测中心和边缘成像区域的低对比度分辨力性能。几何畸变模块5采用一体式栅格设计，避免了因装配拼接产生的误差，栅格壁厚薄至1mm，利用栅格角点定位更加精准，误差更小；利用栅格可以检测栅格成像区域内任意位置、任意方向、任意长度的几何畸变率。各模块的排布方式使得各模块恰好位于各层扫描切片的切片位置中心，可以保证在一次连续扫描中完成所有模块的有效成像，显著提升MRI设备质控效率。模体中所有模块均可灵活拆卸与组装，所有模块均为一体式设计，不会引入因拆装导致的装配误差。为了保证用于评价医用磁共振设备性能的性能检测模体的量值准确性，需要对性能检测模体进行量值溯源，溯源时需要用到高精度的光学投影仪和光栅测微仪；本发明模体为多模块整合模体，各模块相互独立，方便拆卸，可直接将模块放置在光学投影仪或光栅测微仪的测量平台上进行校准溯源。图像质量评价软件能够实现层厚、图像均匀性、信噪比、高对比度分辨力、低对比度分辨力、几何畸变等参数的评价；并且除本发明模体高对比度分辨力模块现有的线对组之外，还能根据评价结果计算出MRI设备能够实现的高对比度分辨力性能理论值，此外，还能根据本发明模体低对比度分辨力模块的实际扫描图像，计算出MRI设备可识别的最小对比度。图像质量评价软件能够对不同品牌型号MRI设备采集到的数据进行图像质量自动化分析处理。

实验验证：

使用本发明和Magphan模体分别对同一台医用磁共振设备进行性能检测。模体使用相同成像溶液，医用磁共振设备所有扫描参数设置相同，层厚均设置为5mm。检测结果如表2所示：

表2本发明和Magphan模体检测结果对比

检测结果表明，对于使用均匀性模块测量的参数，信噪比和图像均匀性，由于使用的成像溶液相同，检测结果也较为一致。

对于几何畸变检测项目，由于Magphan模体几何畸变模块由两个亚克力半圆盘组成，拼接后产生了缝隙和高度差，如图20，并且该误差无法准确测量，导致几何畸变模块标称值不准确，因此检测结果误差较大；此外，医用磁共振设备除几何量上的畸变外，还有可能产生弧形畸变，但是使用Magphan模体检测几何畸变时，却无法观测到此现象，如图20。使用本发明进行几何畸变检测时，一体式的栅格设计避免了因装配拼接产生的误差，栅格壁厚薄至1mm，利用栅格角点定位更加精准，误差更小；并且可以有效观测到弧形畸变现象，如图21。

对于层厚检测项目，由于Magphan模体摆放不正，如图22，并且该模体无法修正因摆放不正引入的偏转角误差，导致层厚测量结果误差较大。使用本发明进行层厚检测时，可以修正因模体倾斜放置导致的层厚测量误差，并且可以计算出因模体倾斜放置而产生的偏转角，检测结果更加精准。

对于高对比度分辨力检测项目，两模体的检测结果相似，但本发明高对比度分辨力模块测量精度更高，达0.5Lp/cm，高于Magphan模体的1Lp/cm。

对于低对比度分辨力检测项目，Magphan模体低对比度分辨力模块内的低对比度圆斑只有12个，且刻蚀深度较深，最浅刻蚀深度为0.5mm，导致医用磁共振设备能清晰分辨所有低对比度圆斑，如图23，并且使用该模体检测医用磁共振设备时，测得的最小对比度为57.94％，有悖低对比度分辨力的检测意义。本发明的低对比度分辨力模块有48个低对比度圆斑，最浅刻蚀深度为0.1mm，对于医用磁共振设备的低对比度分辨力性能具有一定的区分度，如图24，测得的最小对比度为8.4％，可以有效的反映出医用磁共振设备区分低对比物质的能力。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (15)

1.一种医用磁共振成像设备性能检测模体，其特征在于：其为正圆柱筒型密封结构，包括：正圆柱空心筒、上顶盖(1)及多层性能检测模块，上顶盖(1)固定在正圆柱空心筒的上面，正圆柱空心筒内部堆叠多层性能检测模块，各模块相互独立，从上至下依次间隔设置有层厚模块(2)、图像均匀性模块、高对比度分辨力模块(3)、低对比度分辨力模块(4)和几何畸变模块(5)，其中，层厚模块(2)、高对比度分辨力模块(3)和低对比度分辨力模块(4)均为圆盘结构；图像均匀性模块为层厚模块(2)与高对比度分辨力模块(3)之间的均匀水层，几何畸变模块(5)为栅格结构，几何畸变模块(5)固定在正圆柱空心筒内的下底(10)上；

上顶盖(1)和每个模块上均设有用于连接其他模块4个装配孔，4个装配孔中心之间的连线距离相等成正方形；

各模块之间通过4根亚克力棒及不同长度的套管连接，亚克力棒穿过装配孔搭配套管用于支撑各模块并控制各模块之间的距离。

2.根据权利要求1所述的一种医用磁共振成像设备性能检测模体，其特征在于：设置在层厚模块2上表面的4个层厚模块上表面装配孔(2-3)和上顶盖(1)下表面的装配孔上下一一对应，且均匀分布在层厚模块(2)和上顶盖(1)上，呈正方形分布；设置在层厚模块下表面的4个层厚模块下表面装配孔(2-4)、设置在高对比度分辨力模块(3)上的4个高对比度分辨力模块装配孔(3-1)、设置在低对比度分辨力模块(4)上的4个低对比度分辨力模块装配孔(4-1)和设置在下底(10)表面上的4个下底装配孔上下一一对应，且分别均匀分布在层厚模块(2)下表面、高对比度分辨力模块(3)、低对比度分辨力模块(4)和下底(10)面上；

4个层厚模块下表面装配孔(2-4)、4个高对比度分辨力模块装配孔3-1、4个低对比度分辨力模块装配孔(4-1)和4个下底上表面的装配孔分别位于4个层厚模块上表面装配孔(2-3)中心之间4个连线的中线上，即4个层厚模块下表面装配孔(2-4)、4个高对比度分辨力模块装配孔(3-1)、4个低对比度分辨力模块装配孔(4-1)和下底(10)上表面的4个装配孔相对于4个层厚模块上表面的装配孔(2-3)旋转45°呈正方形分布。

3.根据权利要求1所述的一种医用磁共振成像设备性能检测模体，其特征在于：其中上顶盖(1)和层厚模块(2)通过4个第一套管(6)连接，层厚模块(2)和高对比度分辨力模块(3)通过4个第二套管(7)连接，高对比度分辨力模块(3)和低对比度分辨力模块(4)通过4个第三套管(8)连接，低对比度分辨力模块(4)和下底(10)通过4个第四套管(9)连接。

4.根据权利要求1所述的一种医用磁共振成像设备性能检测模体，其特征在于：所述的高对比度分辨力模块(3)和所述的低对比度分辨力模块4上设有定位孔(13)，层厚模块2和图像均匀性模块设有4个定位棒(12)，定位孔或定位棒的位置上下一一对应，4个定位孔(13)和4个定位棒(12)设置在各模块边缘的左上角、右上角、左下角和右下角位置，整体呈矩形分布且矩形的中心为各模块的圆心。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种医用磁共振成像设备性能检测模体，其特征在于：所述的层厚模块(2)由一组交叉放置的楔形块(2-1)和圆盘型的基板(2-2)组成，楔形块(2-1)固定在基板(2-2)上，两个楔形块(2-1)的长边相对紧贴，且与基板(2-2)的直径在同一条直线，基板(2-2)上固定4个定位棒(12)，其中定位棒(12)在层厚模块2上表面伸出高度为20mm，定位棒(12)下表面伸出高度为20mm，层厚模块上表面装配孔(2-3)和上顶盖(1)下表面装配孔上下一一对应，通过30mm的第一套管(6)连接，层厚模块下表面装配孔(2-4)和高对比度分辨力模块装配孔(3-1)一一对应，通过25mm的第二套管(7)连接。

6.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的一种医用磁共振成像设备性能检测模体，其特征在于：所述的高对比度分辨力模块(3)为圆盘，圆盘上设有镂空24个线对组，每个线对组由3～5个长方型贯穿孔组成，所有线对的长度相同；

每个线对组内，长方形贯穿孔的宽度与相邻两个长方形贯穿孔的距离相同，共有12种宽度的线对组，每种宽度有2个线对组，共计24个线对组，24个线对组共分两种方式排列，其中12个线对组呈L型分布在模块边缘位置，另外12个线对组分布在模块中心区域；

高对比度分辨力模块装配孔(3-1)在上方通过25mm的第二套管(7)与层厚模块下表面装配孔(2-4)连接，在高对比度分辨力模块装配孔(3-1)下方通过17.5mm的第三套管(8)与低对比度分辨力模块装配孔(4-1)连接。

7.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的一种医用磁共振成像设备性能检测模体，其特征在于：所述的低对比度分辨力模块(4)为圆盘，低对比度分辨力模块(4)上表面刻蚀4组不同深度的凹槽，每个凹槽组均包含4种不同直径的凹槽，每种直径的凹槽为3个，共计12个凹槽，4个凹槽组共计48个凹槽；其中，4个凹槽组分别分布在圆盘的右上方、左上方、左下方、右下方且相邻的两凹槽组关于圆盘直径对称布置，位于左上方的凹槽组设有3列凹槽，每列凹槽设有4个直径不同的凹槽，其中，位于中列的4个不同直径的凹槽由上至下按直径由小到大排列，其他两列的4个不同直径的凹槽由上至下按直径由大到小排列，位于右上方的凹槽组的排列与位于左上方的凹槽组的排列相同；

位于左下方的凹槽组也设有3列凹槽，每列凹槽设有4个直径不同的凹槽，位于中列的4个不同直径的凹槽由上至下按直径由大到小排列，其他两列的4个不同直径的凹槽由上至下按直径由小到大排列，位于右下方的凹槽组的排列与位于左下方的凹槽组的排列相同；

4个凹槽组的深度不同且按照位于右上方凹槽组、位于左上方凹槽组、位于左下方凹槽组和位于右下方凹槽组的顺序在1.0mm至0.1mm范围内依次减小；

低对比度分辨力模块装配孔(4-1)在上方通过17.5mm的第三套管(8)与高对比度分辨力模块装配孔(3-1)连接，在低对比度分辨力模块装配孔(4-1)下方通过27.5mm的第四套管(9)与下底(10)连接。

8.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的一种医用磁共振成像设备性能检测模体，其特征在于：所述的几何畸变模块(5)由栅格(5-1)和栅格(5-1)四侧边设置的倾斜片(5-2)组成，栅格(5-1)为正方形结构，栅格(5-1)内部共包含100个单元格，呈10*10分布；单元格为正方形，栅格(5-1)的外侧边的4条倾斜片中的每条倾斜片始于栅格(5-1)一侧边的底边顶点，终于栅格(5-1)另一侧边的上边顶点。

9.根据权利要求7所述的一种医用磁共振成像设备性能检测模体，其特征在于：其中：位于右上方所有凹槽的深度是1.0mm，位于左上方所有凹槽的深度是0.5mm，位于左下方所有凹槽的深度是0.25mm，位于右下方所有凹槽的深度是0.1mm。

10.根据权利要求1所述的一套医用磁共振成像设备性能检测模体，其特征在于：正圆柱空心筒的上顶盖(1)边缘位置设有两个注水孔，正圆柱空心筒的侧面为正圆柱空心筒侧壁(11)，正圆柱空心筒侧壁(11)上共设有3条用于激光定位的定位线，其中，正圆柱空心筒侧壁(11)的正前方和正后方各设1条竖直的直线定位线(11-2)贯穿正圆柱空心筒侧壁(11)，环绕正圆柱空心筒侧壁的正中中心位置设置1条圆形定位线(11-1)。

11.一种使用权利要求1-10所述的一种医用磁共振成像设备性能检测模体对MRI设备进行图像数据采集后对图像质量进行评价方法，其特征在于其包括

层厚评价：利用层厚模块(2)，分别在两个楔形块(2-1)的成像区域自动定位出不少于5行像素点，每行像素点包含整个成像区域，根据信号线上每个像素点的位置和磁共振信号强度，绘制出均值profile线，上下两个楔形块成像区域各1条；

根据均值profile线，自动测量出两个楔形块层厚测量区域的长度w₁和w₂，其中w₁为较小的长度，w₂为较大的长度，根据w₁和w₂的测量结果，使用下述公式计算层厚测量值D：

D＝w₁ tan(α+θ)

式中，ɑ为楔形块的夹角，对于层厚模块2，ɑ＝5.711°；

θ为模体因摆放不正而引入的倾斜角。

12.根据权利要求11所述的一种医用磁共振成像设备性能检测模体对MRI设备进行图像数据采集后对图像质量进行评价方法，其特征在于还包括图像均匀性和信噪比评价：图像均匀性模块为均匀水层，在评价均匀性时，自动定位、绘制均匀水层图像中九宫格形式排列的9个ROI，每个ROI均小于100mm²或至少包含100个像素点，软件自动读取9个ROI内磁共振信号强度，计算信号最大值与最小值之差、最大值与最小值之和，并根据公式计算图像均匀性U。

式中：S_max为9个ROI中磁共振信号最大值；

S_min为9个ROI中磁共振信号最小值；

对信噪比进行评价时，软件自动定位、绘制均匀水层图像中5个ROI，其中图像中心位置1个ROI，四个角落各一个ROI，每个ROI均小于100mm²或至少包含100个像素点，软件自动读取每个ROI的磁共振信号强度和噪声，并根据公式计算信噪比SNR：

式中：S_c为中心ROI的信号强度；

S_b为周围背景区域信号强度，即角落4个ROI的信号强度均值：

S_b＝(S₁+S₂+S₃+S₄)/4；SD_c为中心ROI的噪声。

13.根据权利要求11所述的一种医用磁共振成像设备性能检测模体对MRI设备进行图像数据采集后对图像质量进行评价方法，其特征在于还包括高对比度分辨力评价：对高对比度分辨力性能进行评价时，自动识别高对比度分辨力模块图像中的所有线对组并进行框选，并根据信号强度绘制每个线对组的profile曲线。根据profile曲线计算调制深度，调制深度大于等于50％则判定该线对组可分辨，小于50％判定该线对组不可分辨。调制深度PM％的计算公式为：

PM％＝A/2B×100

式中，A为信号波峰与波谷幅值之差；

B为信号的平均值；

所有线对组的调制深度计算完成后，根据计算结果拟合出线对-调制深度曲线，并计算出50％调制深度所对应的线对值。

14.一种使用权利要求11所述的一种医用磁共振成像设备性能检测模体对MRI设备进行图像数据采集后对图像质量进行评价方法，其特征在于还包括低对比度分辨力评价：自动定位低对比度分辨力模块(4)图像中所有低对比度圆斑，并在低对比度圆斑内部和周围绘制ROI，自动读取每个ROI的磁共振信号强度，并根据公式计算每一个圆斑的对比度LCR:

式中：S_o为圆斑内ROI的磁共振信号强度；

S_ob为与对应的周围ROI的磁共振信号强度。

15.根据权利要求11所述的一种医用磁共振成像设备性能检测模体对MRI设备进行图像数据采集后对图像质量进行评价方法，其特征在于还包括几何畸变评价：载入几何畸变模块(5)图像后在图像上显示2个选框，用户拖动选框在栅格内部任意选取两个交叉点，栅格交叉点选取完成后，自动定位两个选框内栅格交叉点的右下角点并连线，然后根据连线涉及的栅格数量计算线段长度的标称值，测量线段的实际长度，根据公式计算几何畸变率：

式中：L_m为线段长度实测值；

L_n为线段长度标称值。

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