CN211181367U - 一种用于检验气道测量准确性的肺部体模 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于检验气道测量准确性的肺部体模，包括：基座、a组管道、b组管道及凸起部；所述基座为矩形，所述a组管道与所述b组管道分别嵌装于所述基座上；所述a组管道为九个内直径、外直径及壁厚均不同的标准圆形管道；本实用新型采用肺组织等效材料替代简易的泡沫块，使获取的图像更接近真实肺部CT影像，有利于研究不同成像参数对测量结果的影响，并可以根据评估结果训练放射医师或调整计算机测量参数。

Description

一种用于检验气道测量准确性的肺部体模

技术领域

本实用新型涉及医疗辅助器材技术领域，具体为一种用于检验气道测量准确性的肺部体模。

背景技术

基于CT图像的气道测量在慢阻肺等常见慢性病中的应用越来越广泛。随着计算机技术及医学影像设备的发展，临床上对测量精度的要求越来越高。临床上需要测量的5级及以上支气管，其内径通常只有几个毫米，而其管壁厚度甚至不到一毫米。此外，待测气道经CT扫描后，图像上显示的气道边界锐利程度，还受到CT图像获取条件的影响。对于毫米级别的细支气管，即使是经验丰富的放射医师，不经过大量有针对性的训练，其视觉测量的误差也是不容忽视的。目前基于计算机软件的自动测量方法，均是依靠算法自动寻找边界来获取结果的，如果不根据图像获取条件来校正测量方法，直接将实验室方法应用于临床数据的测量，其结果也是不可靠的。因此，无论是目前通常采用的依赖放射医师临床经验的手动测量方法，还是较先进的自动测量方法，均需要先找到评估测量准确性的手段，再依据相应的图像获取条件来对测量者进行训练或对自动测量参数进行校正。

在现有技术中，通常将不同尺寸的亚克力圆管插入泡沫中来模拟肺部气道，将其进行CT扫描后，通过比较直接对实物的测量结果与基于CT图像测量的结果来评估所采用的气道测量方法的准确性。该亚克力圆管和泡沫块模拟的气道，与实际情况相差甚远。首先，该亚克力管是硬质的玻璃圆管，而实际气道受呼吸状态、气道走形等的影响，在CT图像上呈现的几乎不可能是标准的完整的圆形。其次，泡沫块是轻质均匀材料，而实际肺部组织比较复杂，肺实质、肺内血管等均会影响待测气道在CT图像上的显现。适用于这种简易模型的气道测量方法，在临床实践中产生的误差仍然是难以评估的。为了准确评估气道的实际测量误差，有研究采用了特制的动物肺部离体标本。例如，Gregory等人将充气后的猪肺部制作成标本来验证气道测量的准确性，虽然这种方法结果可靠，但是标本制作流程复杂，成本太高，且不便于保存，不利于推广应用。目前有应用于教学的医学影像成像人，其目的是对各部位图像采集的训练，没有专门针对气道测量，模拟部件与临床上要求测量的气道尺寸差距较大，且该体模结构复杂，成本高，不适合应用于评估气道测量的准确性。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，设计了一种用于检验气道测量准确性的肺部体模。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种用于检验气道测量准确性的肺部体模，包括：基座、a组管道、b组管道及凸起部；

所述基座为矩形，所述a组管道与所述b组管道分别嵌装于所述基座上；

所述a组管道为九个内直径、外直径及壁厚均不同的标准圆形管道，所述b组管道为九个与所述a组管道九个内直径、外直径及壁厚相匹配的管道；

所述b组管道每个管道上半部均设置有凸起部，下半部进行弧形弯曲。

优选的，所述基座尺寸为长10cm、宽8cm、高10cm。

优选的，所述a组管道与所述b组管道高度相同。

优选的，所述a组管道和所述b组管道的内直径范围为1mm到9mm,外直径范围为2mm至15mm，壁厚为0.5mm至3.0mm。

优选的，所述a组管道与所述b组管道每个管道的尺寸为，1a管道及1b管道:内直径9.0mm、外直径15.0mm、壁厚3.0mm;2a管道及2b管道:内直径7.0mm、外直径12.0mm、壁厚2.50mm;3a管道及3b管道:内直径6.0mm、外直径10.0mm、壁厚2.0mm;4a管道及4b管道:内直径5.0mm、外直径8.0mm、壁厚1.5mm;5a管道及5b管道:内直径4.0mm、外直径6.0mm、壁厚1.0mm;6a管道及6b管道:内直径3.4mm、外直径5.0mm、壁厚0.8mm;7a管道及7b管道:内直径2.8mm、外直径4.0mm、壁厚0.6mm;8a管道及8b管道:内直径2.0mm、外直径3.0mm、壁厚0.5mm;9a管道及9b管道:内直径1.0mm、外直径2.0mm、壁厚0.5mm。

优选的，所述基座由EVA树脂和酚醛树脂加入硫酸镁制作而成。

优选的，所述a组管道和所述b组管道均由环氧树脂与酚醛树脂合成。

有益效果

本实用新型提供了一种用于检验气道测量准确性的肺部体模。具备以下有益效果：

1、本实用新型采用肺组织等效材料替代简易的泡沫块，使获取的图像更接近真实肺部CT影像，有利于研究不同成像参数对测量结果的影响，并可以根据评估结果训练放射医师或调整计算机测量参数。

2、本实用新型采用不同尺寸、不同形状的支气管组织等效材料制作的管道作为模拟的待测气道，能解决亚克力玻璃管形状规则的缺点，更接近待测气道的真实形状，能有效解决理论方法用于实际测量中误差过大的缺点。

3、本实用新型采用组织等效材料，能真实模拟成像条件，对操作者进行训练，降低观察者差异，且比放射成像体模针对性强，结构简单，更容易实现。

4、本实用新型设计严谨、方案合理，比离体动物组织制作成本低，且非常便于保存运输，可重复使用，更容易推广。

附图说明

图1是本实用新型一种用于检验气道测量准确性的肺部体模的主视结构示意图。

图2是本实用新型一种用于检验气道测量准确性的肺部体模的a组管道三视图结构示意图。

图3是本实用新型一种用于检验气道测量准确性的肺部体模b组管道三视图结构示意图。

图中：1、基座；2、a组管道；3、b组管道；21、1a管道；22、2a管道；23、3a管道；24、4a管道；25、5a管道；26、6a管道；27、7a管道；28、8a管道；29、9a管道；31、1b管道；32、2b管道；33、3b管道；34、4b管道；35、5b管道；36、6b管道；37、7b管道；38、8b管道；39、9b管道；4、凸起部。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

通过本领域人员，将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器以及编码器，以满足控制需求，具体连接以及控制顺序，应参考下述工作原理中，各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不再对电气控制做说明。

根据附图1-3所示本实用新型具体实施例提供一种用于检验气道测量准确性的肺部体模，一种用于检验气道测量准确性的肺部体模，包括：基座1、a组管道2、b组管道3及凸起部4；所述基座1为矩形，所述a组管道2与所述b组管道3分别嵌装于所述基座1上；所述a组管道2为九个内直径、外直径及壁厚均不同的标准圆形管道，所述b组管道3为九个与所述a组管道2九个内直径、外直径及壁厚相匹配的管道；所述b组管道3每个管道上半部均设置有凸起部4，下半部进行弧形弯曲；所述基座1尺寸为长10cm、宽8cm、高10cm；所述a组管道2与所述b组管道3高度相同；所述a组管道2和所述b组管道3的内直径范围为1mm到9mm,外直径范围为2mm至15mm，壁厚为0.5mm至3.0mm；所述a组管道2与所述b组管道3每个管道的尺寸为，1a管道21及1b管道31:内直径9.0mm、外直径15.0mm、壁厚3.0mm;2a管道22及2b管道32:内直径7.0mm、外直径12.0mm、壁厚2.50mm;3a管道23及3b管道33:内直径6.0mm、外直径10.0mm、壁厚2.0mm;4a管道24及4b管道34:内直径5.0mm、外直径8.0mm、壁厚1.5mm;5a管道25及5b管道35:内直径4.0mm、外直径6.0mm、壁厚1.0mm;6a管道26及6b管道36:内直径3.4mm、外直径5.0mm、壁厚0.8mm;7a管道27及7b管道37:内直径2.8mm、外直径4.0mm、壁厚0.6mm;8a管道28及8b管道38:内直径2.0mm、外直径3.0mm、壁厚0.5mm;9a管道29及9b管道39:内直径1.0mm、外直径2.0mm、壁厚0.5mm；所述基座1由EVA树脂和酚醛树脂加入硫酸镁制作而成；所述a组管道2和所述b组管道3均由环氧树脂与酚醛树脂合成。

实施例：

由以上技术方案可知，本申请实施例提供的一种用于检验气道测量准确性的肺部体模，将a组管道2的1a管道21-9a管道29和b组管道3的1b管道31-9b管道39按图1的排列方式固定在一个容量为长10cm、宽8cm、高10cm的容器中，采用复合泡沫塑料浇注成模拟肺基座1，成型后去掉容器即可得到肺部体模，采用的具体方法如下：模拟肺基座1的CT值取为-760Hu，与报道的中国成年男性平均肺组织CT值一致，根据基于CT值的组织辐射等效材料设计方法，可由EVA树脂和酚醛树脂加入硫酸镁制作而成。

基座1左半部分分别嵌入1a管道21-9a管道29的标准圆形管道，该管道由环氧树脂与酚醛树脂合成的CT值约为40Hu的人体支气管组织等效材料制成，模拟肺组织中理想状况下的3-6级待测气道，临床上需要测量的3-6级支气管内直径范围为1.5mm至6.5mm，外直径范围为2mm至12mm，壁厚为0.5mm至2.5mm，为了满足测量需要，选用的a组管道2与所述b组管道3每个管道的尺寸为，1a管道21及1b管道31:内直径9.0mm、外直径15.0mm、壁厚3.0mm;2a管道22及2b管道32:内直径7.0mm、外直径12.0mm、壁厚2.50mm;3a管道23及3b管道33:内直径6.0mm、外直径10.0mm、壁厚2.0mm;4a管道24及4b管道34:内直径5.0mm、外直径8.0mm、壁厚1.5mm;5a管道25及5b管道35:内直径4.0mm、外直径6.0mm、壁厚1.0mm;6a管道26及6b管道36:内直径3.4mm、外直径5.0mm、壁厚0.8mm;7a管道27及7b管道37:内直径2.8mm、外直径4.0mm、壁厚0.6mm;8a管道28及8b管道38:内直径2.0mm、外直径3.0mm、壁厚0.5mm;9a管道29及9b管道39:内直径1.0mm、外直径2.0mm、壁厚0.5mm，模拟管道尺寸包括了3-6级气道的尺寸，并略有放宽。

在实际的肺部CT图像上，待测气道往往不是标准的圆形管腔，为了更准确地模拟待测气道的情况，引入了经过形变后的b组管道3，其内外径、壁厚等尺寸与a组管道2一一对应，b组管道3其上半部分有突起部4，模拟实际待测气道周围有血管等其他组织包绕的情况，其下半部分是弯曲的，模拟待测气道与成像截面的不垂直走行，将模型置于CT扫描床上采集其在不同成像条件下（管电流、管电压、扫描FOV、重建内核等）的横断面图像，选取不同的成像截面检验气道测量的准确性，将a组管道2与b组管道3的测量结果与所选管道的实际尺寸进行比对，判断气道形状和结构、气道尺寸、图像采集方法对测量结果的影响；对于手动测量方法，可以按照待测气道的图像采集条件来获本发明的CT图像，并通过测量本发明的模拟气道对测量者进行大量训练，以提高气道手动测量结果的准确性，减少操作者差异。对于基于计算机的自动测量软件，可以根据分析本发明的CT测量误差来调整测量参数，检验测量结果的准确性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种用于检验气道测量准确性的肺部体模，其特征在于，包括：基座(1)、a组管道(2)、b组管道(3)及凸起部(4)；

所述基座(1)为矩形，所述a组管道(2)与所述b组管道(3)分别嵌装于所述基座(1)上；

所述a组管道(2)为九个内直径、外直径及壁厚均不同的标准圆形管道，所述b组管道(3)为九个与所述a组管道(2)九个内直径、外直径及壁厚相匹配的管道；

所述b组管道(3)每个管道上半部均设置有凸起部(4)，下半部进行弧形弯曲。

2.根据权利要求1所述的一种用于检验气道测量准确性的肺部体模，其特征在于，所述基座(1)尺寸为长10cm、宽8cm、高10cm。

3.根据权利要求1所述的一种用于检验气道测量准确性的肺部体模，其特征在于，所述a组管道(2)与所述b组管道(3)高度相同。

4.根据权利要求3所述的一种用于检验气道测量准确性的肺部体模，其特征在于，所述a组管道(2)和所述b组管道(3)的内直径范围为1mm到9mm,外直径范围为2mm至15mm，壁厚为0.5mm至3.0mm。

5.根据权利要求1所述的一种用于检验气道测量准确性的肺部体模，其特征在于，所述a组管道(2)与所述b组管道(3)每个管道的尺寸为，1a管道(21)及1b管道(31):内直径9.0mm、外直径15.0mm、壁厚3.0mm;2a管道(22)及2b管道(32):内直径7.0mm、外直径12.0mm、壁厚2.50mm;3a管道(23)及3b管道(33):内直径6.0mm、外直径10.0mm、壁厚2.0mm;4a管道(24)及4b管道(34):内直径5.0mm、外直径8.0mm、壁厚1.5mm;5a管道(25)及5b管道(35):内直径4.0mm、外直径6.0mm、壁厚1.0mm;6a管道(26)及6b管道(36):内直径3.4mm、外直径5.0mm、壁厚0.8mm;7a管道(27)及7b管道(37):内直径2.8mm、外直径4.0mm、壁厚0.6mm;8a管道(28)及8b管道(38):内直径2.0mm、外直径3.0mm、壁厚0.5mm;9a管道(29)及9b管道(39):内直径1.0mm、外直径2.0mm、壁厚0.5mm。

6.根据权利要求1所述的一种用于检验气道测量准确性的肺部体模，其特征在于，所述基座(1)由EVA树脂和酚醛树脂加入硫酸镁制作而成。

7.根据权利要求1所述的一种用于检验气道测量准确性的肺部体模，其特征在于，所述a组管道(2)和所述b组管道(3)均由环氧树脂与酚醛树脂合成。

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