一种小动物PET/MRI成像质量检测及控制体模的制作方法

本发明涉及模型模具领域，特别是涉及用于pet(正电子湮灭成像)和mri(磁共振)分子成像分开或者同时测量的质量控制和质量分析小动物体模。

背景技术：

现代医学临床诊断需要医学成像技术。成像技术已经从单模态组织成像到多模态的分子成像。pet/ct，pet/mri等多模态分子成像技术已经逐渐进入临床，例如早期肿瘤诊断。但是对多模态成像，尤其是分子成像仪的成像质量控制(qc)和质量保证(qa)的理论，方法和相应的设备和体模仍然处于初始讨论阶段。例如美国的放射学会附属组织：美国放射学院(acr)对于单一模态的mri，ct与pet都有相应的qa和qc标准和对应的体模。但是对于多模态的pet/mri分子成像仪仍然没有对应的qa和qc标准和对应小动物体模。

现有的单一模态pet成像仪的acr、qa和qc体模是一个空心基体装有不同插件和放射液体用于空间分辨率，成像均匀度，病变测定灵敏度等的测试。多模态pet和mri成像仪的不同时测量的qa和qc体模，可通过两个独立的体模实现。但是多模态同时pet和mri成像的qa和qc体模，不适用上述单一模态的简单拼接，因为这样的体模没有pet和mri成像像素点对准(也就是空间对准)的信息，亦缺乏pet信号源对mri测量干扰的信息，也没有与人体在pet成像中用的吸收相仿的仿生材料，而且进行多个单一测量，测量速度慢，测量结果也受到较大的影响。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供了用于pet和mri分子成像分开或者同时测量的qa和qc小动物体模，用于pet和mri同时或不同时测量的分子成像仪的质量控制和质量保证。

为了实现以上目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种小动物pet-mri成像质量检测体模，该体模为空心基体，内部设置有pet-mri成像定位模块、mri段模块、pet段模块，其中，pet-mri成像定位模块包括两个带有交叉点的插件。

优选的，上述pet-mri成像定位模块包括两个空心圆柱插件，空心圆柱插件分别设置于空心基体上下两端的中间，每个插件内部设置带有1个交叉点的空心圆柱，所述空心插件的一侧设有用于充入溶液(例如f-18溶液)的开口，且在插件底部设置用于封闭所述开口的盖子。假设mri和pet图像中交叉点重合，就实现了pet和mri空间对准(成像像素点对准)。

现有技术中的mri与pet插件通常为两个独立的部分，本发明中mri与pet体模为贯通的整体，基体中的f18溶液可以同时为pet和mri提供信号，通过x型定位插件实现了pet、mri基体的准确定位。

进一步优选的，上述空心圆柱插件直径为20mm，高为20mm，上述用于封闭开口的盖子为橡胶塞，所述圆柱体中间交叉结构与底面的夹角为45度。

优选的，上述mri段模块还包含mri空间分辨率测试插件、mri层厚测试插件、mri空间几何畸变测试插件、mri低对比度测试插件和mri成像均匀度与信噪比部件。

进一步优选的，上述mri空间分辨率测试插件为两个半圆柱相对设置，每个半圆柱上分别设置一组贯穿其本身的矩形孔。更进一步的，两个半圆柱的内侧各设有一条槽，两条槽成11.42度的夹角，上述mri层厚测试插件设置于两条槽上。

具体的，两半圆柱呈直面相对设置，每个半圆柱上开6个间距不同的矩形孔，所述矩形孔的尺寸为3mm*10mm，其中一个半圆柱的矩形孔间距为0.5mm,1mm,2mm,3mm,4mm，另一半圆柱的矩形孔间距为0.75mm,1.5mm,2.5mm,3.5mm,4.5mm。

优选的，上述mri空间几何畸变测试插件为若干个标准正方形组合。进一步优选的，该插件为白色塑料材质。

优选的，上述mri低对比度测试插件包括4个空间，每个空间内充不同浓度的对比度溶液，每个空间开有3排3列圆孔，相邻列的圆孔直径相异；优选的，上述圆孔用薄膜封闭，圆孔直径分别为1cm，1.5cm，2cm。

优选的，上述pet段模块包括pet病变灵敏度检测插件、pet组织器官吸收率检测插件和pet成像均匀度与信噪比部件。

本发明提供的一种方案中，上述pet模块为开有10个圆孔的圆柱形瓶，其中7个圆孔用于连接pet病变灵敏度检测插件及pet组织器官吸收率检测插件，另外1个圆孔用于插入pet-mri成像定位插件，剩余2个圆孔用于pet背景溶液的导入和导出。

上述圆柱形瓶，其中部分用于装仿生材料，部分用于装f-18溶液或半衰期在一个小时的核辐射溶液。

进一步优选的方案中，上述pet段模块为七个直径为8，12，16，高20mm的圆柱形瓶，其中直径为16mm的圆柱形瓶为四个，分别盛装水、空气、骨骼仿生材料、组织仿生材料，其余三个圆柱形瓶用于装f-18溶液或其他核辐射溶液。

优选的，上述空心基体为圆柱体形状，包括外壁及可拆卸的前后盖，具体的一种尺寸为外高11cm，内高10cm.外直径8cm内直径7cm，外壁及前后盖为0.5cm的透明塑料材质。

本发明第二方面，提供上述体模在pet和mri分子成像分开或者同时测量的质量控制及质量保证方面的应用。本发明中的体模，能够提供8个mri和5个pet的qa和qc参数，也就是mri和pet的空间分辨率和成像均匀度与信噪比，mri的层厚，层间对准，几何畸变，低对比度可测性和层间rf干扰，pet的病变测定灵敏度和pet组织吸收率。

本发明第三方面，提供一种基于上述小动物pet-mri成像质量检测体模测量层厚的方法，将图像放大并调整窗宽窗位信号使信号坡度可视性良好，优选的，由于斜坡信号比f18溶液的信号要低的多，所以通常需要将图像放大2-4倍，并大幅度降低窗位，把显示窗块调窄；在每个信号坡度中间设置两个水平方向平行的矩形感兴趣区域，分别记下两个矩形感兴趣区域的平均信号值，分别为l顶和l底，求平均值，即近似为斜坡正中的平均信号值。减小上述窗位到斜坡正中平均信号值的一半，并调节窗宽的合适值。用系统自带的长度测量工具测量斜坡的长度，记下测量数据，计算层厚。层厚计算公式如下：t＝0.2*(l顶*l底)/(l顶+l底)，其中t为层厚。

本发明的有益效果

1)本发明针对现有技术中多模态的pet/mri分子成像仪仍然没有对应的qa和qc标准和对应小动物体模这一技术问题，通过整个结构的设置，可实现pet和mri同时或不同时测量的分子成像仪的质量控制和质量保证。本发明通过x型定位插件确保了pet，mri基体的准确定位，这种结构在pet体膜中不常见，但是本发明通过调整f18/fdg溶液配比，在小动物pet-mri体膜中运用了这种插件提高了测试准确度。

3)本发明节约了测量时间。发明人通过大量的实验，优化了溶液注入的结构，可以快速的把溶液注入体膜中并尽可能的避免气泡的产生。

2)本发明优化了f18/fdg的溶液配制流程，只需要制备一次f18/fdg，即可完成三种不同浓度的溶液的配制。传统方法中需要多种浓度的f18/fdg溶液，一般就需要制备多次不同的f18/fdg。每一次制备都仅需要很少量的f18/fdg，而f18/fdg的制备很难精确的获得所需剂量。本发明规定f18/fdg的背景液浓度：热管溶液浓度：定位管溶液浓度为1：2：5。本发明的f18/fdg溶液配规制仅需要进行3次稀释。即可获得1：2：5的三种不同浓度的溶液的配制。降低了操作中f18/fdg配制对最后结构的影响。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明的体模前视图；

其中，1为基体，2为空心腔体，3为成像定位插件，4为pet病变灵敏度检测插件和pet组织器官吸收率检测插件；5为pet-mri空间分辨率测试插件和mri层厚测试插件；6为mri空间几何畸变测试插件；7为mri低对比度测试插件。

图2为成像定位插件前视图；

图3为mri低对比度测试插件俯视图；

图4为mri空间几何畸变测试插件俯视图mri层厚测试插件前视图；

图5为mri层厚测试插件与mri-pet空间分辨率插件俯视图；

图6为mri层厚测试插件前视图；

图7为pet病变灵敏度检测插件和pet仿生材料吸收率插件前视图；

图8为pet插件基座俯视图。

图9为层厚测量插件示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中的小动物体模存在无法同时应用于pet及mri分子成像及单一测量速度较慢的技术问题，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种小动物pet/mri成像质量检测及控制体模。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例详细说明本申请的技术方案。

实施例1

空心圆柱形基体中设置成像定位插件(设于基体上下两侧)、pet-mri空间分辨率测试插件、mri层厚测试插件、mri空间几何畸变测试插件、mri低对比度测试插件、mri成像均匀度与信噪比部件、pet病变灵敏度检测插件、pet组织器官吸收率检测插件和pet成像均匀度和信噪比插件。

上述的体模，提供了8个mri和5个pet的qa和qc参数，也就是mri和pet的空间分辨率和成像均匀度与信噪比，mri的层厚，层间对准，几何畸变，低对比度可测性和层间rf干扰，pet的病变测定灵敏度和pet组织吸收率。

图1为体模前视图，体模呈一个圆柱体形状。外高11cm，内高10cm。外直径8cm，内直径7cm。体模外壁的材质为0.5cm厚透明塑料或者类似材料，前后盖为0.5cm厚透明塑料或者类似材料。标号1为基体。标号2为空心腔体，用于灌注背景液。标号3为成像定位插件。标号4为pet病变灵敏度检测插件和pet组织器官吸收率检测插件。标号5为pet-mri空间分辨率测试插件和mri层厚测试插件。标号6为mri空间几何畸变测试插件。标号7为mri低对比度测试插件。

图2为成像定位插件前视图，模型为圆柱体小瓶插件，直径为20mm，高20mm，材质为透明塑料，小瓶上有两个开口，用橡胶塞封闭。其内有x字型交叉的圆柱，圆柱的夹角45度。

图3为mri低对比度测试插件俯视图，材质为透明塑料或者类似材料。它将空间分为4个独立空间，每个空间内充不同浓度的对比度溶液，其上开3x3个不同大小的圆孔，圆孔用薄膜封闭，圆孔直径分别为1cm，1.5cm，2cm。中间为成像定位插件。

图4为mri空间几何畸变测试插件俯视图，呈网格状模型。材质为白色塑料或者类似材料，每个小的方格都是标准正方形。

图5为mri层厚测试插件，材料为透明塑料或者类似材料，为两个半圆柱。mri层厚测试插件两个半圆的内侧开两条交叉的槽，夹角为11.42度

图6为mri空间分辨率测试插件，材料为透明塑料或者类似材料。为两个半圆柱。每个半圆柱上开6组不同大小的矩形孔，贯穿整个插件。矩形孔为3mm*10mm，左侧间距分别为0.5mm,1mm,2mm,3mm,4mm。右侧间距为0.75mm,1.5mm,2.5mm,3.5mm,4.5mm。

图7为pet病变灵敏度检测插件和pet仿生材料吸收率插件前视图，材质为透明塑料或者类似材料，pet插件为圆柱形小瓶，直径分别为8，12，16，高20mm，小瓶上有两个开口，用橡胶塞封闭。4个16mm小瓶用于装仿真材料，分别为水，空气，骨骼仿生材料，组织仿生材料。其余3个小瓶用于装f-18溶液或其他核辐射溶液。

图8为pet插件基座，材质为透明塑料或者类似材料圆板，厚度为5mm。其上开10个圆孔，其中7个用于插入pet病变灵敏度测试插件和pet组织吸收率插件。圆孔直径分别为8，12，16mm。中间一个用于插入成像定位插件，圆孔直径为20mm。in入口为背景溶液灌入口，out出口用于充入背景溶液时排出空气用，用螺丝封闭。

实施例2

一种基于实施例1中小动物pet/mri成像体模测量层厚的方法，在保证整个层厚区域在屏幕上的前提下，将第一层图像放大2-4倍；调整窗宽窗位使信号坡度可视性良好，由于斜坡信号比f18溶液的信号要低的多，所以通常需要大幅度降低窗位，并把显示窗块调窄；如图9所示，在每个信号坡度正中间设置两个矩形感兴趣区域，分别记下两个感兴趣区域的平均信号值，然后求出其平均值，所得的结果近似于斜坡正中的平均信号值。减小窗位到上述所测斜坡正中的平均信号值的一半，并调节窗宽到合适值。用系统自带的长度测量工具测量斜坡的长度，记下测量数据。计算层厚，与层厚设置值比较计算层厚误差采用公式：t＝0.2*(l顶*l底)/(l顶+l底)，公式中t为层厚，l顶为顶信号坡度的长度，l底为底信号坡度的长度。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。