CN116818843A - 应用于电阻抗成像设备的水模型装置和检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种应用于电阻抗成像设备的水模型装置，包括：盐水槽，设有用于盛放第一导电率的盐水的容纳腔以及围设于容纳腔的侧壁和底壁，盐水槽包括与底壁相对的顶部；电极带，容置于容纳腔并绕设于盐水槽的侧壁，电极带浸入盐水中；以及模拟部件，包括运动组件和设置于运动组件的图形件，运动组件固定于盐水槽的顶部，图形件容置于容纳腔并浸入盐水中，图形件具有与第一导电率不同的第二导电率，运动组件用于控制图形件在盐水槽内向靠近底壁的方向移动或者向远离底壁的方向移动，和/或运动组件用于控制图形件在盐水槽内旋转。此外，本申请还提供了一种检测系统。本申请提供的水模型装置能够有效辅助对电阻抗成像设备进行功能检测。

Description

应用于电阻抗成像设备的水模型装置和检测系统

技术领域

本申请涉及电阻抗成像技术领域，尤其涉及一种应用于电阻抗成像设备的水模型装置和检测系统。

背景技术

现有的图像检验装置通常利用物理实体电阻矩阵来验证电阻抗成像设备的成像质量。但是，通过物理实体电阻矩阵的电阻抗成像设备并不能够直观地体现实际图像，且不能灵活切换待测物体的形状、材质和大小，导致对电阻抗成像设备的标定不准确。

发明内容

有鉴于此，实有必要提供一种应用于电阻抗成像设备的水模型装置和检测系统，能够有效辅助对电阻抗成像设备进行功能检测。

第一方面，本申请实施例提供一种应用于电阻抗成像设备的水模型装置，所述应用于电阻抗成像设备的水模型装置包括：

盐水槽，设有用于盛放第一导电率的盐水的容纳腔以及围设于所述容纳腔的侧壁和底壁，所述盐水槽包括与所述底壁相对的顶部；

电极带，容置于所述容纳腔并绕设于所述盐水槽的侧壁，所述电极带浸入所述盐水中；以及

模拟部件，包括运动组件和设置于所述运动组件的图形件，所述运动组件固定于所述盐水槽的顶部，所述图形件容置于所述容纳腔并浸入所述盐水中，所述图形件具有与所述第一导电率不同的第二导电率，所述运动组件用于控制所述图形件在所述盐水槽内向靠近所述底壁的方向移动或者向远离所述底壁的方向移动，和/或所述运动组件用于控制所述图形件在所述盐水槽内旋转。

优选地，所述运动组件包括控制件、传动件以及传动杆，所述控制件与所述传动件电性连接，所述传动杆设置于所述传动件，所述图形件设置于所述传动杆；所述传动杆包括中轴线，所述控制件用于控制所述传动件使所述传动杆沿所述中轴线移动，和/或所述控制件用于控制所述传动件使所述传动杆绕所述中轴线旋转。

优选地，所述盐水槽还设有与所述容纳腔连通的开口，所述运动组件还包括支架，所述支架架设于所述开口；所述控制件和所述传动件均设置于所述支架远离所述盐水槽的一侧，部分所述传动杆伸入所述容纳腔。

优选地，所述支架设有通孔，部分所述传动杆通过所述通孔伸入所述容纳腔；所述图形件可拆卸固定于所述传动杆伸入所述容纳腔的一端。

优选地，所述电极带包括若干电极片，所述若干电极片均匀排布于所述盐水槽的侧壁，且位于同一平面，所述平面与所述中轴线垂直。

优选地，所述盐水槽的侧壁设有若干固定孔，所述电极带还包括若干固定件和若干导线，所述电极片通过所述固定件相应固定于所述固定孔；所述导线的一端与所述固定件相连，所述导线的另一端从所述固定孔延伸至所述盐水槽外。

优选地，所述电极片和所述固定件均由金属材料制成。

优选地，所述盐水槽呈圆桶状，所述盐水槽的横截面为椭圆形。

优选地，所述盐水的浓度为预设浓度；所述图形件为柱体，所述图形件的底面固定于所述传动杆。

第二方面，本申请实施例提供一种应用于电阻抗成像设备的检测系统，所述应用于电阻抗成像设备的检测系统包括：

如上所述的应用于电阻抗成像设备的水模型装置；

电阻抗成像设备，与所述水模型装置的电极带电连接，所述电阻抗成像设备用于根据所述电极带传输的电信号形成测试图像；以及

比对设备，与所述电阻抗成像设备电连接，所述比对设备用于根据预设图像和所述测试图像判断所述电阻抗成像设备是否满足要求。

上述应用于电阻抗成像设备的水模型装置和检测系统，从模拟环境塑造、数据分析的角度进行考虑，选择使用环状电极带嵌在盐水槽的形式进行实际使用情况的模拟，通过调配不同比例浓度的盐水来模拟生物电信号，同时图形件可以根据实际情况更换其形状、材质和大小，在运动组件的配合下，更真实地模拟生物体的动态电信号，进行相关的检测试验。不同形状的图形件，对盐水的震荡、浮动范围不同，可以模拟不同的成像效果、成像状态，从而辅助准确判断电阻抗成像设备的设计功能、生产质量是否合格，提高了电阻抗成像设备功能检测的便捷性和准确率，避免了在研发过程中出现未知风险和生产过程中不合格品的出库几率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的水模型装置的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的检测系统的结构示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的规划对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，换句话说，描述的实施例根据除了这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，还可以包含其他内容，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于只清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，在本申请中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

请结合参看图1，其为本申请实施例提供的水模型装置的结构示意图。水模型装置1应用于电阻抗成像设备，用于在电阻抗成像设备研发和生产过程中，辅助对电阻抗成像设备进行功能检测。水模型装置1包括盐水槽10、电极带20以及模拟部件30。在本实施例中，盐水槽10可以用于模拟大部分生物脏器的形态，模拟部件30可以用于模拟脏器通气或者病灶等情况。其中，生物包括但不限于人和各种动物等，脏器包括但不限于肺部、膀胱、消化道等。

盐水槽10包括侧壁11、底壁12和顶部13，其中，顶部13与底壁12相对。在本实施例中，盐水槽10设有容纳腔100以及与容纳腔100连通的开口14。其中，容纳腔100用于盛放盐水。可以理解的是，侧壁11和底壁12围设形成容纳腔100，侧壁11远离底壁12的一端形成开口14。在本实施例中，盐水槽10整体呈中空圆桶状，且盐水槽10的横截面为椭圆形。具体地，盐水槽10为长轴为40cm、短轴为25cm、高为20cm、壁厚为0.6cm的椭圆形桶槽，用于模拟人体肺部。也就是说，盐水槽10的大小和外形与人体肺部相近。盐水槽10内置盐水后，盐水槽10的外形使得装有盐水的盐水槽10更加贴合生物电分布，有利于检测数据的分析。在一些可行的实施例中，盐水槽10的具体尺寸可以根据其它生物脏器的大小进行设置，以用于模拟其余生物脏器，因此，盐水槽10的具体尺寸在此不做限定。

在本实施例中，盐水槽10采用树脂材料制成。树脂材料能够使盐水槽10在不同盐水浓度情况下都不会出现腐蚀的情况，使得盐水槽10整体氧化速度慢，能够有效抗腐蚀，持久耐用。同时也能够有效避免盐水槽10腐蚀导致盐水浓度产生变化，影响成像质量。

盛放于容纳腔100的盐水具有第一导电率，盐水的浓度为预设浓度。其中，预设浓度可以根据实际检测情况进行设置。优选地，预设浓度与人体肺部的电阻抗相适配，可以是0.85-0.9％。在一些可行的实施例中，预设浓度可以与动物肺部的电阻抗相适配，也可以与其它生物脏器的电阻抗相适配，在此不做限定。

在本实施例中，调节盐水槽10中盐水的浓度，可以控制第一导电率的大小，从而模拟不同的应用环境，即不同生物脏器环境，操作简单、快捷。

电极带20容置于容纳腔100并绕设于盐水槽10的侧壁11，电极带20浸入盐水中。可以理解的是，当往盐水槽10内装入盐水时，需要将盐水没过电极带20。即是说，盐水的深度大于电极带20设置于盐水槽10中的高度。

在本实施例中，电极带20整体呈环状。电极带20包括若干电极片21，若干电极片21均匀排布于盐水槽10的侧壁11，且所有电极片21均位于同一平面。具体地，电极片21贴合于侧壁11，电极带20整体设置于侧壁11的中部。若干电极片21均匀分布，能够有效保证电信号采集的均匀性。其中，电极片21的高为4cm、宽为1.5cm、厚为0.1cm。即是说，电极片21整体呈长方形薄片状。电极片21与盐水具有较大的接触面积，可以保证电信号波动的完整性。在一些可行的实施例中，电极片的大小可以根据实际检测情况进行设置，在此不做限定。电极片21的数量包括但不限于8片、16片或者32片等，可以保证目前市场8、16和32规格电阻抗成像设备的电极数量要求。也就是说，电极片21的数量可以根据需要检测的电阻抗成像设备的电极数量来进行设置。

电极带20还包括若干固定件22和若干导线23，盐水槽10的侧壁11设有若干固定孔110，电极片21通过固定件22相应固定于固定孔110。在本实施例中，固定孔110的数量、固定件22的数量、导线23的数量以及电极片21的数量均相同。也就是说，每一电极片21均采用一个固定件22固定于侧壁11。

在本实施例中，导线23的一端与固定件22相连，导线23的另一端从固定孔110延伸至盐水槽10外。其中，固定件22、导线23、电极片21与固定孔110之间相适配，以确保侧壁11的密封性。具体地，电极片21和固定件22均由金属材料制成。优选地，固定件22为螺丝，电极片21通过螺丝固定于侧壁11。每一螺丝上分别引出导线23，用于连接至电阻抗成像设备。环状电极带20用于直接接触盐水，电极片21可以采用锰钛合金材料制成，从而有效保证导电能力的优越性。

模拟部件30包括运动组件31和图形件32，图形件32设置于运动组件31。其中，运动组件31固定于盐水槽10的顶部13，图形件32容置于容纳腔100并浸入盐水中。可以理解的是，当往盐水槽10内装入盐水时，需要将盐水没过图形件32。即是说，盐水的深度大于图形件32设置于盐水槽10中的高度。在本实施例中，图形件32具有第二导电率。其中，图形件32可为导体、非导体或者半导体，第二导电率和第一导电率不同。

运动组件31用于控制图形件32在盐水槽10内向靠近底壁12的方向或者向远离底壁12的方向移动，和/或运动组件31用于控制图形件32在盐水槽10内旋转。

具体地，运动组件31可以控制图形件32在盐水槽10内向靠近底壁12的方向移动，运动组件31可以控制图形件32在盐水槽10内向远离底壁12的方向移动，运动组件31也可以控制图形件32在盐水槽10内旋转，运动组件31还可以控制图形件32在盐水槽10内向靠近底壁12的方向移动的同时旋转，运动组件31还可以控制图形件32在盐水槽10内向远离底壁12的方向移动的同时旋转。

在本实施例中，运动组件31包括控制件311、传动件312以及传动杆313。其中，控制件311与传动件312电性连接，传动杆313设置于传动件312。传动杆313为长条杆状，包括中轴线X。中轴线X与电极片21所在的平面相互垂直。控制件311用于控制传动件312使传动杆313沿中轴线X移动，和/或控制件311用于控制传动件312使传动杆313绕中轴线X旋转。

具体地，控制件311可以控制传动件312，使传动杆313沿中轴线X移动；控制件311可以控制传动件312，使传动杆313绕中轴线X旋转；控制件311还可以控制传动件312，使传动杆313沿中轴线X移动的同时绕中轴线X旋转。其中，当传动杆313沿中轴线X移动时，传动杆313可以沿中轴线X向靠近底壁12的方向移动，可以沿中轴线X向远离底壁12的方向移动，也可以沿中轴线X向靠近和远离底壁12的方向做往复运动。

在本实施例中，传动杆313为丝杆，控制件311为电机。控制件311采用电气自动控制方式，在模式选择中配有多种速度，可以控制传动杆313的移动方向、移动速度以及旋转速度。

运动组件31还包括支架314，支架314架设于开口14，以使运动组件31固定于盐水槽10的顶部13。控制件311和传动件312均设置于支架314远离盐水槽10的一侧。在本实施例中，支架314设有通孔3140，部分传动杆313通过通孔3140伸入容纳腔100。可以理解的是，传动杆313的一端固定于传动件312，传动杆313的另一端伸入容纳腔100内，以使部分传动杆313容置于容纳腔100。

图形件32设置于传动杆313。相应地，图形件32可以随传动杆313的运动而运动。具体地，图形件32可拆卸固定于传动杆313伸入容纳腔100的一端。在本实施例中，图形件32为柱体，柱体包括但不限于三角柱体、圆形柱体、方形柱体等多种柱体。优选地，图形件32的底面固定于传动件312，图形件32的中心轴线与中轴线X位于同一直线上。相应地，传动杆313设有传动件312的一端也浸入盐水中。检测过程中，可以对图形件32进行更换，通过多种柱体形状的图形件32的更换测试，使得检测数据更加真实可靠。

当控制件311控制传动杆313向远离底壁12方向移动，传动杆313相应带动图形件32在盐水中向远离底壁12方向移动时，可以模拟肺部呼气的状态；当控制件311控制传动杆313向靠近底壁12方向移动，传动杆313相应带动图形件32在盐水中向靠近底壁12方向移动时，可以模拟肺部吸气的状态；当控制件311控制传动杆313旋转，传动杆313相应带动图形件32旋转时，可以模拟肺部病灶的状态。当图形件32在盐水中运动时，可以对应各种应用环境，模拟出生物体在活动或者疾病状态下对应脏器的电信号分布。

传动件312带动传动杆313实现图形件32的移动和旋转，以使盐水产生波动，从而使得盐水局部的导电率产生动态变化，以此来模拟实际应用环境中的动态情况。此外，通过对不同速度的动作选择，还可以模拟更加贴合实际应用的场景。

上述实施例中，从模拟环境塑造、数据分析的角度进行考虑，选择使用环状电极带嵌在盐水槽的形式进行实际使用情况的模拟，通过调配不同比例浓度的盐水来模拟生物电信号，同时图形件可以根据实际情况更换其形状、材质和大小，在运动组件的配合下，更真实地模拟生物体的动态电信号，进行相关的检测试验。不同形状的图形件，对盐水的震荡、浮动范围不同，可以模拟不同的成像效果、成像状态，从而辅助准确判断电阻抗成像设备的设计功能、生产质量是否合格，提高了电阻抗成像设备功能检测的便捷性和准确率，避免了在研发过程中出现未知风险和生产过程中不合格品的出库几率。

请结合参看图2，其为本申请实施例提供的检测系统的结构示意图。检测系统1000应用于电阻抗成像设备，用于在电阻抗成像设备研发和生产过程中，对电阻抗成像设备进行功能检测。检测系统1000包括水模型装置1、电阻抗成像设备2以及比对设备3。水模型装置1的具体结构参照上述实施例。

电阻抗成像设备2与水模型装置1的电极带20电连接，电阻抗成像设备2用于根据电极带20传输的电信号形成测试图像。在本实施例中，电阻抗成像设备2包括输入端线缆(图未示)，水模型装置1的导线23与输入端线缆电性连接。电阻抗成像设备2通过电极带20传输的电信号重建图像从而得到测试图像。

比对设备3与电阻抗成像设备2电连接，比对设备3用于根据预设图像和测试图像判断电阻抗成像设备2是否满足要求。其中，预设图像为预先导入的图形件32的切面数据。

在本实施例中，当利用检测系统1000对电阻抗成像设备2进行检测时，先对电阻抗成像设备2的参数进行初始标定。其中，电阻抗成像设备2标定的参数包括但不限于采集的电信号强度、放大级别等。

标定完成后，选择不同形状的图形件32固定于传动杆313进行检测，可以根据实际检测情况，在控制件311中设置不同的速度模式。在检测过程中可以更换不同的图形件32，以提高检测数据的精确度。

检测时，电阻抗成像设备2根据导线23传输的电信号形成相应的测试图像，并将测试图像传输至比对设备3。

比对设备3接收测试图像，并根据预设图像和测试图像判断电阻抗成像设备2的初始标定和成像效果是否合格。具体地，比对设备3采用程序对比，通过与电阻抗成像设备2连接，将电阻抗成像设备2采集的数据接入，与预设图像进行直接对比，使得数据检测更加准确便捷。

上述实施例中，在检测过程中可以快速更换检测条件，即盐水的浓度和图形件的形状，方便快捷。同时可以观察电阻抗成像设备的图像响应速度。比对设备能够快速比较成像效果，通过比对设备可以更准确、更快速地判断电阻抗成像设备实际动态成像的效果。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘且本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

以上所列举的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于本申请所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种应用于电阻抗成像设备的水模型装置，其特征在于，所述应用于电阻抗成像设备的水模型装置包括：

盐水槽，设有用于盛放第一导电率的盐水的容纳腔以及围设于所述容纳腔的侧壁和底壁，所述盐水槽包括与所述底壁相对的顶部；

电极带，容置于所述容纳腔并绕设于所述盐水槽的侧壁，所述电极带浸入所述盐水中；以及

模拟部件，包括运动组件和设置于所述运动组件的图形件，所述运动组件固定于所述盐水槽的顶部，所述图形件容置于所述容纳腔并浸入所述盐水中，所述图形件具有与所述第一导电率不同的第二导电率，所述运动组件用于控制所述图形件在所述盐水槽内向靠近所述底壁的方向移动或者向远离所述底壁的方向移动，和/或所述运动组件用于控制所述图形件在所述盐水槽内旋转。

2.如权利要求1所述的应用于电阻抗成像设备的水模型装置，其特征在于，所述运动组件包括控制件、传动件以及传动杆，所述控制件与所述传动件电性连接，所述传动杆设置于所述传动件，所述图形件设置于所述传动杆；所述传动杆包括中轴线，所述控制件用于控制所述传动件使所述传动杆沿所述中轴线移动，和/或所述控制件用于控制所述传动件使所述传动杆绕所述中轴线旋转。

3.如权利要求2所述的应用于电阻抗成像设备的水模型装置，其特征在于，所述盐水槽还设有与所述容纳腔连通的开口，所述运动组件还包括支架，所述支架架设于所述开口；所述控制件和所述传动件均设置于所述支架远离所述盐水槽的一侧，部分所述传动杆伸入所述容纳腔。

4.如权利要求3所述的应用于电阻抗成像设备的水模型装置，其特征在于，所述支架设有通孔，部分所述传动杆通过所述通孔伸入所述容纳腔；所述图形件可拆卸固定于所述传动杆伸入所述容纳腔的一端。

5.如权利要求2所述的应用于电阻抗成像设备的水模型装置，其特征在于，所述电极带包括若干电极片，所述若干电极片均匀排布于所述盐水槽的侧壁，且位于同一平面，所述平面与所述中轴线垂直。

6.如权利要求5所述的应用于电阻抗成像设备的水模型装置，其特征在于，所述盐水槽的侧壁设有若干固定孔，所述电极带还包括若干固定件和若干导线，所述电极片通过所述固定件相应固定于所述固定孔；所述导线的一端与所述固定件相连，所述导线的另一端从所述固定孔延伸至所述盐水槽外。

7.如权利要求6所述的应用于电阻抗成像设备的水模型装置，其特征在于，所述电极片和所述固定件均由金属材料制成。

8.如权利要求1所述的应用于电阻抗成像设备的水模型装置，其特征在于，所述盐水槽呈圆桶状，所述盐水槽的横截面为椭圆形。

9.如权利要求2所述的应用于电阻抗成像设备的水模型装置，其特征在于，所述盐水的浓度为预设浓度；所述图形件为柱体，所述图形件的底面固定于所述传动杆。

10.一种应用于电阻抗成像设备的检测系统，其特征在于，所述应用于电阻抗成像设备的检测系统包括：

如权利要求1至9中任一项所述的应用于电阻抗成像设备的水模型装置；

电阻抗成像设备，与所述水模型装置的电极带电连接，所述电阻抗成像设备用于根据所述电极带传输的电信号形成测试图像；以及

比对设备，与所述电阻抗成像设备电连接，所述比对设备用于根据预设图像和所述测试图像判断所述电阻抗成像设备是否满足要求。