一种MDCT扫描层厚准确性测试模块的制作方法

本实用新型属于医用设备测试技术领域，尤其涉及一种mdct扫描层厚准确性测试模块。

背景技术：

医疗机构装备的医用x射线计算机体层摄影装置(简称ct机)已从单排探测器型ct(sgct)发展到现在普及的16排、64排、320排、256排探测器型等多排ct(mdct)，一次轴扫描(即扫描病人时检查床不移动)最宽范围16cm，扫描重建图像最薄标称层厚为0.25mm。

sgct的x射线束窄，从x光管焦点发出后被准直成扇形射线束，而mdct扫描时射线束要覆盖的范围宽，x线束的宽度应是单排扇形束的几十到几百倍，称宽束或锥形束。

mdct的x射线束扫描时，对受检物而言，只有射线束中心位x射线是垂直入射，偏离中心位的则是不同程度的斜射，排数越多，斜射所致的空间几何学影响和随之而来的x射线硬化、吸收、散射等因素都会影响重建图像清晰度和分辨率，层厚准确性的测量难度也随之加大。

现有ct机成像性能检测用模体中，检测断层扫描厚度的测试模块有两种类型，其结构都是源自sgct年代：

1.倾斜直线状模；测试模体内上下、左右对称地立放着四个长方形测试模板，在每块测试模板内对角线方位倾斜设置一根金属丝(直线)或一串金属珠(直线排列)。被扫描斜线段或斜线排列金属珠在xy平面的重建图像是水平和垂直线段，线段的长短反映断层的厚薄，或记数珠点数计算层厚；

2.在圆管形模块的外表面上开设有一圈螺旋线形分布的、珠间“轴向距”相等的金属珠。

第一种结构设计受限于模体内的有效空间，其测试范围窄。5mm层厚扫描时一次扫描最宽只能测3～5层，受多排宽束ct扫描的斜射、硬化、散射等影响，薄层厚的测试精度差；

第二种结构部分消除斜射几何影响，模块上珠间轴向距能准确计量校准，在sgct层厚准确性测量中效果很好，但测量mdct层厚准确性时出现以下现象：

在有些ct扫描设备上，由于空间分辨率低，或是多排宽束扫描时的硬化伪影严重，扫描图像上的珠子影像之间不能分离显现，不能按珠子个数判读而导致测量失败；在mdct扫描图像上重建层内显现的珠点ct值的规律失常，按数字影像读图“全宽半高”原理方法调试出的影像图上相邻二珠的ct值差可达几百hu(亨氏单位，hounsfieldunit，是ct扫描检查时用以测定人体某一局部组织或器官密度大小的一种计量单位)，而且薄层扫描图像中ct值最高的珠点大多数不在理想的“泊松分布”或“正态分布”的高位或峰位(倾斜直线排列的珠点模也一样)。按“全宽半高”方法裸眼判读出现较大偏差，按“全宽半高”方法编制的软件阅读时还会出现不响应的现象。

技术实现要素：

有鉴于此，确有必要提供一种结构简单，测试结果准确可靠，适合于z轴宽范围快速高精度扫描层厚检测的一种mdct扫描层厚准确性测试模块。

为了克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提供以下技术方案：

一种mdct扫描层厚准确性测试模块，其特征在于，包括：

圆管状主体1，材质为透明有机玻璃，

在圆管状主体内埋设有第一、第二螺旋丝2、3，螺旋丝为螺旋状金属丝，

所述两根螺旋丝，螺距不同，线径不同，且材质不同。

在上述技术方案的基础上，所述两根螺旋丝，同轴、螺旋直径相同、旋转方向一致。

在上述技术方案的基础上，大螺距螺旋丝采用0.1mm线径的碳化钨丝或0.2mm线径的铜丝，用于测量≥4mm断层层厚准确性；

小螺距螺旋丝采用0.1～0.2mm线径的钢丝，用于测量≤2mm以下断层层厚准确性。

在上述技术方案的基础上，大螺距螺旋丝为90mm螺距的第一螺旋丝2，

小螺距螺旋丝为50mm螺距的第二螺旋丝3。

在上述技术方案的基础上，螺旋丝的螺旋直径为75mm。

在上述技术方案的基础上，所述两根螺旋丝，采用“低温引发”聚合工艺埋设在圆管状主体内。

在上述技术方案的基础上，所述两根螺旋丝，其中点在圆管状主体的横截面园上180°相对，所述中点指螺距的一半处。

与现有技术相比较，本实用新型的技术方案结构简单，测试结果准确可靠，适合于z轴宽范围、快速、高精度扫描层厚检测。

本实用新型的技术方案，可用于x射线计算机体层摄影装置(简称ct机)质量控制检测，具体说是作为质量控制检测模体中的断层厚度准确性测试用模块。

本实用新型的技术方案，具有以下特点：

1.模块设计几何学原理清楚，直观性强；

2.模块结构简单，适应多排宽束ct性能测量模块组合构成；

3.筛选合适的材质和线径，采用聚合工艺埋设螺旋丝于有机管材中，消除金属丝与有机材料之间的气隙，而且最高ct值不大于限值(3个ct机厂家图像显示最高ct值≤3071hu)，可使扫描断层段金属丝的扫描“全宽半高”图像连续、清晰，从而保证了螺旋丝弧形线图像几何尺寸测量的精准度。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图(俯视图)。

图2为本实用新型结构示意图(仰视图)。

图3为ct机定位摄影示意图(正位像：相位相差180°的2正弦函数曲线)。

图4为临床应用扫描示意图(模块中段位，一层扫描重建图)。

图5为4.8/10mm断层扫描层厚测量示意图，其中：

5-a为4.8mm断层

5-b为10mm断层。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1、2、3所示，一种mdct扫描层厚准确性测试模块，模块整体呈圆管形，包括：

圆管状主体1，材质为透明有机玻璃，

在圆管状主体内埋设有第一、第二螺旋丝2、3，螺旋丝为螺旋状金属丝，

所述两根螺旋丝，螺距不同，线径不同，且材质不同，以下为可选择的螺距、线径、材质的实施方案：

大螺距螺旋丝采用0.1mm线径的碳化钨丝或0.2mm线径的铜丝，用于测量≥4mm断层层厚准确性；

小螺距螺旋丝采用0.1～0.2mm线径的钢丝，用于测量≤2mm以下断层层厚准确性(临床ct检查习惯不用3mm层厚扫描)。

图1所示实施例中，上下线条所示的第一螺旋丝2(实线)为大螺距螺旋丝，中间线条所示的第二螺旋丝3(虚线)为小螺距螺旋线。

以下为一具体示例：

螺旋直径为75mm，

90mm螺距的第一螺旋丝2(实线)是直径0.1mm碳化钨丝，或直径0.2mm的铜丝，用于测量4mm以上层厚(含4mm)；

50mm螺距的第二螺旋丝3(虚线)是0.2mm线径的钢丝，或0.1mm线径的钢丝，用于测量2mm以下层厚。

在上述技术方案的基础上，所述两根螺旋丝，可以采用“低温引发”聚合工艺埋设在圆管状主体内。

有机玻璃的低温聚合反应通常温度控制在50-60摄氏度，通常保温4-10小时低温聚合结束，具体的“低温引发”聚合工艺步骤可按现有技术实施，不再详述。

在上述技术方案的基础上，所述两根螺旋丝，同轴、螺旋直径相同、旋转方向一致。

在上述技术方案的基础上，所述两根螺旋丝，其中点(即螺距的一半处)在圆管状主体的横截面园上180°相对。

如图3-5所示，采用这一方案的目的是：当扫描测试模块中段位时，断层内所截螺旋丝在重建图像(xy平面图)上的影像为上下相对的弧形线，弧线影像的“全宽半高”长度反映断层的厚度。ct机定位摄影示意图所示为正位像：相位相差180°的2正弦函数曲线。xy平面，同一螺旋直径圆上，一上一下两段弧线。在小螺距范围内4mm以下层厚扫描时，重建图像(xy平面图)上总会获得两个弧线段影像信息。螺距中点位扫描时，二弧线影像180°相对，偏离中点位扫描所得二弧线段影像不对称，超出小螺距范围扫描时，只有大螺距螺旋丝被截线段的弧线影像。大螺距螺旋丝的轴向斜率比小螺距螺旋丝的轴向斜率小，被截的弧线短。其中：5-a为4.8mm断层，5-b为10mm断层。

所述两根螺旋丝，螺旋直径大、螺距长则测量范围相对宽；相同螺旋直径，螺距越短，每mm轴向扫描所覆盖螺旋丝越长，薄层扫描层厚测量精准度越好。所述大螺距螺旋丝在4mm以上层厚扫描重建图像时，由于材质和线径合适，螺旋丝影像的最高ct值大于300hu(远大于背景ct值)；小螺距螺旋丝在2mm以下层厚扫描重建图像时，由于材质和线径合适，螺旋丝影像的最高ct值不大于3071hu(小于最高限制ct值)。

弧线长度反应层厚，可根据现有技术由弦长测算准确弧长。

在dicom图像上调示出所截螺旋线丝“全宽半高”图像后，测量螺旋丝的投影弦长-即螺旋丝两端点之间的直线距离d，螺旋丝螺旋直径2r，用以下公式计算层厚：

层厚＝弧长/比例系数＝2πr(2arcsin(d/2r)/360°)/m。

本实用新型所述一种mdct扫描层厚准确性测试模块，是ct性能检测模体的一个组件，与现有技术相比较，本实用新型的技术方案结构简单，易于实施，测试结果准确可靠，适合于z轴宽范围快速高精度扫描层厚检测。使用时，圆形筒与模体同轴，模块内外装有其他参数测量模块，结构背景参见ct扫描示意图(图5)。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。