一种便携式动态心脏ct扫描计量检测装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种便携式动态心脏CT扫描计量检测装置。一种便携式心脏 CT 扫描计量检测装置，包括载物台、传动装置、控制模块、无线通信模块、控制终端和检测体；检测体设置在载物台上，载物台与传动装置连接，传动装置带动载物台水平往复摆动，传动装置与控制模块连接，控制模块与无线通信模块连接，无线通信模块与控制终端连接。在载物台上放置好检测体，通过控制终端设定检测体的摆动频率，控制终端通过无线通信模块发送控制信号给控制模块，控制模块计算脉冲频率，将脉冲频率发送给脉冲发生器，脉冲发生器驱动传动装置带动载物台按设定的摆动频率摆动。该装置体积小、重量轻、便于携带和运输、具备远程传输控制的能力、检测效率高、检测人员辐射损伤小。
【专利说明】
一种便携式动态心脏CT扫描计量检测装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于模拟动态心脏，以完成对医用CT心脏扫描三维重建模式校准 的计量检测装置，属于电离辐射计量技术领域。
【背景技术】
[0002] 我国冠心病的发病率不断增加，已经成为了威胁人类生命安全的重要隐患。冠状 动脉狭窄和硬化的早期诊断和预防、控制和治疗的关键，是当前迫切需要解决的社会问题。 心脏CT扫描图像重建是临床上对冠状动脉进行检测分析诊断的主要方式。
[0003] CT扫描技术自年问世以来，人们一直致力于研究成像质量的改善以及扫描机架旋 转速度的提高，随着的更新换代，其成像质量不断得到改善，实现了动态扫描及容积成像， 但是机架的旋转速度一直制约着动态分辨能力的提高，直到2005年西门子公司推出了双 源，使得机架旋转一周的时间达到330ms，极大地提高了CT的动态分辨能力，扩大了CT的临 床应用范围。动态分辨能力是影响心脏成像质量的重要因素，动态分辨能力越高，越能将运 动的心脏"冻结"在某一特定的时相，从而克服运动伪影对医疗诊断的影响。
[0004] 国内外还没有可以借鉴的测试方法及相应的测试工具对医用CT心脏扫描三维重 建模式进行动态计量检测。
【发明内容】
[0005] 本发明针对医用CT心脏扫描三维重建模式计量检测方面存在的不足，提供一种体 积小、重量轻，便于携带和运输、具备远程传输控制能力，检测效率高，检测人员辐射损伤小 的便携式动态心脏CT扫描计量检测装置。
[0006] 本发明的便携式心脏CT扫描计量检测装置，采用以下技术方案：
[0007]该装置，包括载物台、传动装置、控制模块、无线通信模块、控制终端和检测体;检 测体设置在载物台上，载物台与传动装置连接，传动装置带动载物台水平往复摆动，传动装 置与控制模块连接，控制模块与无线通信模块连接，无线通信模块与控制终端连接。
[0008] 所述检测体包括基座和分辨测试卡，分辨测试卡分布在基座内。所述分辨测试卡 呈格栅窗分布在基座内，一组格栅窗内的各个分辨测试卡厚度一致且等间距分布。
[0009] 所述载物台水平往复摆动的幅度为20mm。
[0010] 所述传动装置包括底座、电机、转轴和水平运动杆，电机、转轴和水平运动杆均安 装在底座上，转轴与电机连接，转轴上带有往复移动槽，水平运动杆与转轴上的往复移动槽 通过连杆连接，电机的驱动器与控制模块中的脉冲发生器连接。
[0011] 所述控制模块包括处理器和脉冲发生器，脉冲发生器与处理器连接。
[0012] 控制终端可以为手机、平板电脑、PC电脑等可以连接wifi网络的控制设备。
[0013] 在载物台上放置好检测体，通过控制终端设定检测体摆动频率，控制终端通过无 线通信模块发送控制信号给控制模块，控制模块计算脉冲频率，将脉冲频率发送给脉冲发 生器，脉冲发生器驱动传动装置中的电机按一定转速转动，并通过转轴和水平运动杆驱动 载物台按设定的摆动频率摆动。
[0014] 本发明为一体化结构，能够带动检测体水平周期性摆动，以模拟心脏的跳动的效 果，水平摆动的周期性在0-300次/分钟范围内任意调节，供医用CT进行心脏三维重建扫描， 以完成对CT心脏扫描三维重建模式的校准。具有体积小、重量轻、便于携带和运输、具备远 程传输控制的能力、检测效率高、检测人员辐射损伤小的特点。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明便携式心脏CT扫描计量检测测试装置的结构原理示意图。
[0016] 图2为本发明中传动装置的结构原理示意图。
[0017]图3为本发明中检测体的剖视图。
[0018]图4为本发明的控制过程框图。
[0019] 图中：1、控制模块;2、传动装置;3、无线通信模块;4、载物台；5、检测体;6、控制终 端;7、转轴;8、水平运动杆;9、电机;10、基座;11、分辨测试卡;12、盖板。
【具体实施方式】
[0020] 本发明的便携式心脏CT扫描计量检测装置，如图1所示，包括载物台4、传动装置、 控制模块1、无线通信模块3、控制终端6和检测体5。检测体5设置在载物台4上，载物台4通过 水平运动杆8与传动装置连接。传动装置与控制模块1连接。控制模块1与无线通信模块3使 用RS232通信方式连接。无线通信模块3与控制终端6以无线方式连接。载物台4在传动装置 的带动下做水平往复摆动，摆动幅度为20mm。
[0021] 传动装置用于带动载物台4及其上的检测体5水平往复摆动，从而模拟心脏的跳动 效果。传动装置的结构如图2所示，包括底座、电机9、转轴7和水平运动杆8。电机9安装在底 座上。转轴7通过轴承安装在底座上并与电机9连接，水平运动杆8通过导向套安装在底座 上，可在导向套中水平移动。转轴7上带有往复移动槽，用于将电机9的旋转运动转换成水平 运动杆8的水平往复运动。水平运动杆8与转轴7上的往复移动槽通过连杆连接。电机9带动 转轴7转动，转轴7上的往复移动槽通过连杆带动水平运动杆8往复移动。载物台4与水平运 动杆8连接，水平运动杆8带动载物台4及其上的检测体5往复摆动。电机9选用四线两相混合 式的步进电机，其力矩大于1.2N.m。步进电机的驱动器与控制模块1中的脉冲发生器连接， 接收到控制模块1发来的每一个脉冲信号，步进电机驱动器推动电机9运转一个固定的角 度，电机9的固有步距角"0.9°/1.8°"（半步工作每走一步转过的角度为0.9°，整步时为 1.8°) 〇
[0022 ]检测体5的结构如图3所示，包括基座10、分辨测试卡11和盖板12，基座10内设置有 装入分辨测试卡11的格栅窗孔洞，一组格栅窗孔洞内的分辨测试卡11等间距分布，且各个 分辨测试卡11的厚度一致，盖板12通过螺钉固定连接在基座10上。基座10和盖板12呈圆柱 体，采用有机玻璃材料或其它等效水材料制成。分辨测试卡11由铝片制成。
[0023]控制模块1包括处理器和脉冲发生器，脉冲发生器与处理器连接。控制模块1用于 接收无线通信模块3的指令，根据该指令改变传动装置的运行速度，从而达到变换载物台4 摆动频率的目的。处理器采用低功耗32位高速ARM920T芯片，400MHz主频，实时性好，支持多 任务切换，配置3.5寸高清晰真彩数字屏，输出分辩率320 X 240，采用LED背光，采用WINDOWS CE5.0 CORE操作系统，启动不超过12秒。脉冲发生器采用单片机。
[0024] 处理器使用以下公式计算得到脉冲频率，通过RS232通信方式将得到的脉冲频率 发送给脉冲发生器，脉冲发生器驱动传动装置中的电机9改变转动速度，从而改变载物台4 及检测体5往复摆动摆动频率。
[0026] 式中：
[0027] F-脉冲频率，单位Hz;
[0028] f 一摆动频率，单位次/分钟；
[0029] Θ-步距角，单位度。
[0030]无线通信模块3选用嵌入式WIFI转串口无线透明传输模块，该模块是基于通用串 行接口的符合网络标准的嵌入式模块，内置TCP/IP协议栈，能够实现用户串口、以太网、无 线网(WIFI) 3个接口之间的任意透明转换。
[0031] 控制终端6可以是手机、平板电脑、PC电脑等可以连接wifi网络的控制设备。
[0032] 如图4所示，本发明便携式心脏CT扫描计量检测装置的具体操作过程为：
[0033] (1)启动电源，控制模块1自动启动进入控制界面；
[0034] (2)放置好检测体5;
[0035] (3)通过控制终端6设定摆动频率f;
[0036] (4)控制模块1计算脉冲频率F;
[0037] (5)将脉冲频率发送给脉冲发生器，脉冲发生器驱动电机9按一定转动，电机9通过 转轴7和水平运动杆8驱动载物台4按设定的摆动频率f摆动。
【主权项】
1. 一种便携式心脏CT扫描计量检测装置，包括载物台、传动装置、控制模块、无线通 信模块、控制终端和检测体;其特征是:检测体设置在载物台上，载物台与传动装置连接，传 动装置带动载物台水平往复摆动，传动装置与控制模块连接，控制模块与无线通信模块连 接，无线通信模块与控制终端连接。2. 根据权利要求1所述便携式心脏CT扫描计量检测装置，其特征是:检测体包括基座 和分辨测试卡，分辨测试卡分布在基座内。3. 根据权利要求2所述便携式心脏CT扫描计量检测装置，其特征是:所述分辨测试卡 呈格栅窗分布在基座内，一组格栅内的各个分辨测试卡厚度一致且等间距分布。4. 根据权利要求1所述便携式心脏CT扫描计量检测装置，其特征是:所述载物台水平 往复摆动的幅度为20mm。5. 根据权利要求1所述便携式心脏CT扫描计量检测装置，其特征是:所述传动装置包 括底座、电机、转轴和水平运动杆，电机、转轴和水平运动杆均安装在底座上，转轴与电机连 接，转轴上带有往复移动槽，水平运动杆与转轴上的往复移动槽通过连杆连接，电机的驱动 器与控制模块中的脉冲发生器连接。6. 根据权利要求1所述便携式心脏CT扫描计量检测装置，其特征是:所述控制模块 包括处理器和脉冲发生器，脉冲发生器与处理器连接。
【文档编号】A61B6/00GK105902278SQ201610218882
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】刘洋, 崔涛, 张雄杰, 秦霄雯, 张惠, 娄志年
【申请人】山东省计量科学研究院, 东华理工大学