CN107753050B - 一种用于测试cbs-ct机性能和图像质量的综合模体 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种用于测试CBS‑CT机性能和图像质量的综合模体包括主模体、CT值校准插件、空间分辨率插件、密度分辨率插件。其中主模体内仅加入水时，构成用于测试CBS‑CT值均匀性的模体；当主模体内加入水并将CT值校准插件放置在主模体上半部时，构成用于测试CBS‑CT值误差的模体；当主模体内加入水并将空间分辨率插件放置在主模体上半部时，构成用于测试CBS‑CT的空间分辨率的模体；当主模体内加入水并将密度分辨率插件放置在主模体上半部时，构成用于测试CBS‑CT的密度分辨率的模体。本发明的综合模体的材料为有机玻璃，材料价格低廉，加工工艺简单，使用方便，测试功能齐全，测试精度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于测试CBS-CT机性能和图像质量的综合模体，属于医疗器械领域。
背景技术
目前，国内外现有的医用CT机都是基于射线透射原理的TR-CT机，TR-CT机是用X线束对人体的某一部分按一定厚度的层面进行扫描，当X线束射向人体组织时，部分射线被组织吸收，部分射线穿过人体被检测器接收，产生信号，信号经后续处理得到所需的检测结果。由于TR-CT机的结构复杂、辐射剂量大、价格昂贵，且需要配套精密的扫描定位床等缺点，本发明人发明了一种基于康普顿背散射扫描技术的医用CT机(申请号：201410426026.2)简称CBS-CT机，CBS-CT机的成像原理是依据射线与人体组织相互作用中的康普顿背散射效应，由人体的单侧测量某方向上出射的散射光子数，求出人体中被测组织和器官中的电子密度分布，对电子密度数据进行处理得到被测组织和器官特定的医学指标，最终以CT图像的形式显示，图像的重建不依赖算法，只需将测得的各组光子计数数组排列起来即可。由于CBS-CT机的射线源和探测器阵列与被测物体在同一侧，所以射线不需要穿透被测物体，所以可以采用低管电压、低管电流的X射线机，这样就极大地减小了人体受到的射线剂量。由于CBS-CT机是一种全新的检测设备，检测原理与TR-CT机也完全不同，所以现有的CT机的性能测试模体都不适用于测试CBS-CT机。
现有的CT机的性能测试模体主要适用基于射线透射原理的CT机，若将现有的模体用于检测基于康普顿背散射效应的CT机，则会导致探测器接收到的反射射线杂乱无章，探测器接收到经过多次散射的射束，使得检测结果误差大，甚至检测结果是错误的。且目前市场上的CT机性能测试模体如TM500，采用“固态水”材料用以替代水，虽然“固态水”材料与水的性质近似，但“固态水”材料不能完全等同于水，采用“固态水”材料来替代水，还会带来物质替换引起的附加误差。
发明内容
针对上述内容，本发明要解决的技术问题是提供一种用于测试CBS-CT机性能和图像质量的综合模体，并使测试值更加准确。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种用于测试CBS-CT机性能和图像质量的综合模体，包括主模体、CT值校准插件、空间分辨率插件、密度分辨率插件；
所述主模体内仅加入水时，构成用于测试CBS-CT值均匀性的模体；
当所述主模体内加入水并将CT值校准插件放置在主模体上半部时，构成用于测试CBS-CT值误差的模体；
当所述主模体内加入水并将空间分辨率插件放置在主模体上半部时，构成用于测试CBS-CT的空间分辨率的模体；
当所述主模体内加入水并将密度分辨率插件放置在主模体上半部时，构成用于测试CBS-CT的密度分辨率的模体。
优选的所述主模体为底端封闭的中空圆柱体。
优选的所述CT值校准插件为一实心圆柱体；
优选的所述实心圆柱体轴向上设有5个圆形插孔，5个圆形插孔分别位于实心圆柱体的中心及对称的四个位置，所述圆形插孔为通孔。
优选的用于所述CT值校准插件插针的材料分别为低密度聚乙烯、聚苯乙烯、尼龙、聚碳酸酯和有机玻璃。
优选的所述空间分辨率插件为一实心圆柱体；
优选的所述实心圆柱体轴向上设有8组圆形插孔，每组插孔由5个直径相同的插孔构成，组内的5个插孔沿直线排列，组内相邻两插孔的间距与插孔的直径相同，实心圆柱体上的8组插孔的直径由内致外逐渐增大，所述圆形插孔为通孔；
为使空间分变率的检测结果更加准确，优选的沿所述空间分辨率插件半径方向适当处设有一用做MTF函数的梯形通孔，所述梯形通孔的长底靠近实心圆柱体的外侧，所述梯形通孔的长底与实心圆柱体边缘的中心装有一根倾斜的金属丝；
优选的所述空间分辨率插件插孔的最小直径为0.4mm，用于测量高度空间分辨率。
优选的所述密度分辨率插件为一实心圆柱体；
优选的所述实心圆柱体轴向上设有11组圆形插孔，其中的两组为每组4个圆形插孔，其余9组为每组5个圆形插孔，所述圆形插孔为通孔；
为使密度分变率的检测结果更加准确，优选的沿所述密度分辨率插件半径方向适当处设有一用做MTF函数的梯形通孔，所述梯形通孔的长底靠近实心圆柱体的外侧，所述梯形通孔的长底与实心圆柱体边缘的中心装有一根倾斜的金属丝。
优选的用于所述密度分辨率插件插针的材料分别为空气、铝、聚四氟乙烯、聚甲醛树脂和低密度聚乙烯；
优选的用于所述密度分辨率插件插针的材料的线性减弱系数与水相近，对比度＜1％。
优选的所述主模体的材料为有机玻璃；所述主模体的加工误差为±0.3mm。
优选的所述实心圆柱体的材料为有机玻璃，实心圆柱体的外径＜主模体内腔的直径，实心圆柱的高度为主模体高度的一半。
还包括上述的综合模体的使用方法为：主模体内仅加入水时，构成用于测试CBS-CT值均匀性的模体；主模体内加入水并将CT值校准插件放置在主模体上半部时，构成用于测试CBS-CT值误差的模体；主模体内加入水并将空间分辨率插件放置在主模体上半部时，构成用于测试CBS-CT的空间分辨率的模体；所述主模体内加入水并将密度分辨率插件放置在主模体上半部时，构成用于测试CBS-CT的密度分辨率的模体。
本发明带来的有益技术效果：
本发明的一种用于测试CBS-CT机性能和图像质量的综合模体，解决了目前没有适合用以测试CBS-CT机性能和图像质量的综合模体的问题。综合模体包括主模体、CT值校准插件、空间分辨率插件、密度分辨率插件。其中当主模体内仅加入水时，构成用于测试CBS-CT值均匀性的模体；当主模体内加入水并将CT值校准插件放置在主模体上半部时，构成用于测试CBS-CT值误差的模体；当主模体内加入水并将空间分辨率插件放置在主模体上半部时，构成用于测试CBS-CT的空间分辨率的模体；当主模体内加入水并将密度分辨率插件放置在主模体上半部时，构成用于测试CBS-CT的密度分辨率的模体。由于三个插件的位置均位于主模体的上半部，当用于检测CBS-CT的性能时，射线经插件的反射后直接被探测器接收，探测器接收到的反射射线受外界干扰较小，测试结果准确；其次，本发明采用水做底层，测试结果比采用“固态水”材料的插件所测得的结果更为准确。本发明的综合模体的材料为有机玻璃，材料价格低廉，加工工艺简单，使用方便，测试功能齐全，测试精度高。
附图说明
图1是本发明主模体的三维示图。
图2是本发明CT值校准插件的三维示图。
图3是本发明空间分辨率插件的三维示图。
图4是本发明密度分辨率插件的三维示图。
图5是本发明用以测试CBS-CT值均匀性的综合模体三维示图。
图6是本发明用以测试CBS-CT值误差的综合模体三维示图。
图7是本发明用以测试CBS-CT空间分辨率的综合模体三维示图。
图8是本发明用以测试CBS-CT密度分辨率的综合模体三维示图。
附图标号：
1-主模体；2-CT值校准插件；3-空间分辨率插件；4-密度分辨率插件；5-圆形插孔；6-插针；7-梯形通孔；8-金属丝；9-水；11-用以测试CBS-CT值均匀性的综合模体；21-用以测试CBS-CT值误差的综合模体；31-用以测试CBS-CT空间分辨率的综合模体；41-用以测试CBS-CT密度分辨率的综合模体。
具体实施方式
为了更清楚的理解本发明的内容，将结合附图和实施例详细说明。
实施例
如图1和图5所示，在CBS-CT机出厂前，为测试CBS-CT值的均匀性，将图1所示的主模体1内加入适量的水，构成如图5所示的用以测试CBS-CT值均匀性的综合模体11。将用以测试CBS-CT值均匀性的综合模体11放在CBS-CT的待检测区域，使检测射线射入用以测试CBS-CT值均匀性的综合模体11内，并使得CBS-CT机的检测器接收到反射射线，对检测器接收到的射线信号做进一步计算处理，得到CBS-CT值均匀性的测试结果，根据测试结果进一步调试CBS-CT机，直至CBS-CT值均匀性达到预期结果。
如图1、图2和图6所示，在CBS-CT机出厂前，为测试CBS-CT值的误差，将图1所示的主模体1内加入适量的水并将图2所示的CT值校准插件放置在主模体的上半部，构成如图6所示的用以测试CBS-CT值误差的综合模体21。将用以测试CBS-CT值误差的综合模体21放在CBS-CT的待检测区域，使检测射线射入用以测试CBS-CT值误差的综合模体21内，并使得CBS-CT机的检测器接收到反射射线，对检测器接收到的射线信号做进一步计算处理，得到CBS-CT值误差的测试结果，根据测试结果进一步调试CBS-CT机，直至CBS-CT值误差达到预期结果。
如图1、图3和图7所示，在CBS-CT机出厂前，为测试CBS-CT机的空间分辨率，将图1所示的主模体1内加入适量的水并将图3所示的空间分辨率插件放置在主模体的上半部，构成如图7所示的用以测试CBS-CT机空间分辨率的综合模体31。将用以测试CBS-CT机空间分辨率的综合模体31放在CBS-CT的待检测区域，使检测射线射入用以测试CBS-CT机空间分辨率的综合模体31内，并使得CBS-CT机的检测器接收到反射射线，对检测器接收到的射线信号做进一步计算处理，得到CBS-CT机空间分辨率的测试结果，根据测试结果进一步调试CBS-CT机，直至CBS-CT机空间分辨率达到预期结果。
如图1、图4和图8所示，在CBS-CT机出厂前，为测试CBS-CT机的密度分辨率，将图1所示的主模体1内加入适量的水并将图4所示的密度分辨率插件放置在主模体的上半部，构成如图8所示的用以测试CBS-CT机密度分辨率的综合模体41。将用以测试CBS-CT机密度分辨率的综合模体41放在CBS-CT的待检测区域，使检测射线射入用以测试CBS-CT机密度分辨率的综合模体41内，并使得CBS-CT机的检测器接收到反射射线，对检测器接收到的射线信号做进一步计算处理，得到CBS-CT机密度分辨率的测试结果，根据测试结果进一步调试CBS-CT机，直至CBS-CT机密度分辨率达到预期结果。
按上述实施方式，本发明的一种用于测试CBS-CT机性能和图像质量的综合模体也可用于CBS-CT机用户使用过程中对CBS-CT机性能的测试和参数的标定。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换等都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种用于测试CBS-CT机性能和图像质量的综合模体，包括主模体、CT值校准插件、空间分辨率插件、密度分辨率插件；其特征在于
所述主模体内仅加入水时，构成用于测试CBS-CT值均匀性的模体；
当所述主模体内加入水并将CT值校准插件放置在主模体上半部时，构成用于测试CBS-CT值误差的模体，所述CT值校准插件为一实心圆柱体；所述实心圆柱体轴向上设有5个圆形插孔，5个圆形插孔分别位于实心圆柱体的中心及对称的四个位置，所述圆形插孔为通孔，用于所述CT值校准插件插针的材料分别为低密度聚乙烯、聚苯乙烯、尼龙、聚碳酸酯和有机玻璃；
当所述主模体内加入水并将空间分辨率插件放置在主模体上半部时，构成用于测试CBS-CT的空间分辨率的模体，所述空间分辨率插件为一实心圆柱体；所述实心圆柱体轴向上设有8组圆形插孔，每组插孔由5个直径相同的插孔构成，组内的5个插孔沿直线排列，组内相邻两插孔的间距与插孔的直径相同，实心圆柱体上的8组插孔的直径由内致外逐渐增大，所述圆形插孔为通孔；沿所述空间分辨率插件半径方向适当处设有一用做MTF函数的梯形通孔，所述梯形通孔的长底靠近实心圆柱体的外侧，所述梯形通孔的长底与实心圆柱体边缘的中心装有一根倾斜的金属丝；所述空间分辨率插件插孔的最小直径为0.4mm，用于测量高度空间分辨率；
当所述主模体内加入水并将密度分辨率插件放置在主模体上半部时，构成用于测试CBS-CT的密度分辨率的模体，所述密度分辨率插件为一实心圆柱体；所述实心圆柱体轴向上设有11组圆形插孔，其中的两组为每组4个圆形插孔，其余9组为每组5个圆形插孔，所述圆形插孔为通孔；沿所述密度分辨率插件半径方向适当处设有一用做MTF函数的梯形通孔，所述梯形通孔的长底靠近实心圆柱体的外侧，所述梯形通孔的长底与实心圆柱体边缘的中心装有一根倾斜的金属丝。
2.根据权利要求1所述的综合模体，其特征在于：所述主模体为底端封闭的中空圆柱体。
3.根据权利要求1所述的综合模体，其特征在于：用于所述密度分辨率插件插针的材料分别为空气、铝、聚四氟乙烯、聚甲醛树脂和低密度聚乙烯；
用于所述密度分辨率插件插针的材料的线性减弱系数与水相近，对比度＜1%。
4.根据权利要求1所述的综合模体，其特征在于：所述主模体的材料为有机玻璃；所述主模体的加工误差为±0.3mm。
5.根据权利要求1所述的综合模体，其特征在于：所述实心圆柱体的材料为有机玻璃，实心圆柱体的外径＜主模体内腔的直径，实心圆柱的高度为主模体高度的一半。
6.根据权利要求1-5任一所述的综合模体的使用方法为：所述主模体内仅加入水时，构成用于测试CBS-CT值均匀性的模体；
所述主模体内加入水并将CT值校准插件放置在主模体上半部时，构成用于测试CBS-CT值误差的模体；
所述主模体内加入水并将空间分辨率插件放置在主模体上半部时，构成用于测试CBS-CT的空间分辨率的模体；
所述主模体内加入水并将密度分辨率插件放置在主模体上半部时，构成用于测试CBS-CT的密度分辨率的模体。
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