一种CT教学系统的制作方法

本发明涉及教学仪器领域，特别涉及一种ct教学系统。

背景技术：

ct成像的基本物理原理是利用x射线通过人体不同组织时其强度发生衰减的特性，其强度与x射线管的管电压与管电流及被检人体组织的密度、所含物质的原子序数、每克电子数等有关；ct基本图像重建算法原理是滤波反投影法，即对被检层面体素矩阵在同一焦平面上作00、450、900、1350多角度扫描投影，再将扫描衰减投影后得到的x射线值反投影回原体素矩阵对应体素点上，通过计算机经过求和、减基数和化简后可求出x射线衰减值(其大小对应表示ct图像的灰度)与特定的体素一一对应，最终用ct图像上的不同空间位置的像素点的亮暗将人体被检层面的体素对应的人体不同组织显示出来，医生可以通过其所学生理、病理生理、断面解剖等基础医学和各类病患的临床医学知识结合上述ct医学成像原理及影像诊断技巧通过辨别ct图像上正常组织和患病部位图像的细微差异来给出诊断指导建议。

计算机断层成像(computertomographyct)是医学教学中不可或缺的重要内容。在医学教育中有多门课程来讲述其成像原理、检查技术操作、影像诊断三个既相互独立又相互关联的过程。其内容涉及理、工、医等多专业领域知识，晦涩难懂，亟需一种实验教学模型能将上述ct成像原理、检查技术操作、影像诊断三个既相互独立又相互关联的过程直观展示。但ct设备价格昂贵，安装、操作环境要求高(需加特制铅板来防护x射线辐射)等原因导致医学院校根本不可能大批量购买ct设备作为实验设备供学生反复操作使用；而且更致命的是x射线为不可见光，也即真实的ct设备其实也无法帮助学生理解其原理，以及帮助教学利用。

申请号为2010205713888，名称为ct操作训练教学模型针对上述现实难点发明了的一种简单、方便、价廉可大量配置可供学生反复操作ct检查技术训练所用教学模型。但其仅部分解决了ct成像在医学教学中所设计检查技术相关的很少的一部分，更没有有关ct成像原理及ct影像诊断等ct教学重点内容，导致在医学教育实验教学中对医学生理解ct成像有关的影像原理并结合有关医学背景知识，形成适合自己的ct影像诊断思路的帮助有限而限制了其应用推广价值。为此，基于上述教学模型进行改进到一种既可直观展示ct成像的基本原理又可模仿其简单检查技术要点规范，同时帮助学生理解对应ct典型病例的影像诊断技巧的方法及对应装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种ct教学系统，用于对医学教学的演示，应用于ct医学教学领域，帮助学生理解学习ct成像原理，检查技术操作及影像诊断有关医学知识与技能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种ct教学系统，包括用于演示ct影像有关的ct教学硬件模型，所述ct模型用于ct原理展示及检查技术与仿真操作要点，还包括参数输入模块、控制模块、数据库模块，所述数据库模块预先存储ct扫描图像，预先存储的ct扫描图像为ct电性病例图像，所述参数输入模块、数据库模块分别与控制模块的输入端连接，所述控制模块的输出端输出控制信号至教学模型的驱动电机，用于按指令启动教学模块演示检查技术要点及原理成像过程；所述控制与显示模块连接，用于根据输入参数显示对应部位的ct典型病例图像。

所述数据库模块中还存储有与ct图像相对应的诊断结果数据。

所述参数输入模块通过无线发送模块、无线接收模块与控制模块连接，所述控制模块用于根据传来的参数数据控制显示模块、ct教学模型。

所述ct教学模型包括扫描座、扫描床，扫描座由转动圆环、扫描座驱动电机、发光二极管组构成，所述发光二极管组设置在转动圆环内环壁上；扫描床由扫描床架、扫描床板、扫描床驱动电机、移动滑轮和导轨构成；所述控制模块的控制信号用于分别控制扫描座驱动电机和扫描床驱动电机的运转。

所述发光二极管组分为7组，每组包括若干个发出相同颜色光的发光二极管。

所述输入模块为智能手机或pc，通过智能手机或pc输入控制参数。

所述控制模块设置通讯接口，通过通讯接口与多媒体教学系统连接。

本实用新型的优点在于：通过在数据库中预设ct图像，在教学模型完成后根据输入参数匹配对应的ct图像，然后显示，做到原理演示以及扫描结果显示；可以让学生根据ct图像自己撰写诊断结果然后与存储在数据库中与ct图像对应的专家诊断意见对比，方便学生学习和查缺补漏；演示ct扫描的不同部位采用不同射线强度，通过带有不同颜色的光代替ct强度，一来视觉感强，可以作为演示原理的替代，而二来可以减少直接用辐射仪器对人体的伤害。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型结构原理图；

图2为本实用新型中ct教学模型原理图。

上述图中的标记均为：1、扫描座；2、扫描床；3、转动圆环。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

本实用新型是在现有技术：ct教学模型的基础上通过修改来实现ct教学演示系统，如图2所示，ct教学模型为仿真实ct仪器制作，扫描座1、扫描床2和控制电路组成。扫描座1由基座、支撑滑轮、转动圆环、扫描座驱动电机、点光源和模拟接收装置构成；转动圆环3通过支撑滑轮固定在基座上，点光源固定在转动圆环内侧的一点，模拟接收装置固定在转动圆环内侧与点光源相对的点，扫描座驱动电机安装在支架上，并使其正好能驱动转动圆环旋转。扫描床2由扫描床架、扫描床板、扫描床驱动电机、移动滑轮和导轨构成；导轨固定在扫描床架上，移动滑轮固定在扫描床板上，移动滑轮嵌入到导轨中能在导轨中自由滑动，扫描床驱动电机安装在扫描床架上并驱动扫描床板进退。

如图1所示，ct原理教学演示系统，包括用于演示ct检测过程的ct教学模型、参数输入模块、控制模块、数据库模块，数据库模块预先存储ct扫描图像，参数输入模块、数据库模块分别与控制模块的输入端连接，控制模块的输出端输出控制信号至教学模型的驱动电机，用于启动ct教学模块演示检测过程；控制与显示模块连接，用于根据输入参数显示对应部位的ct图像。

数据库中存储的ct扫描图像对应不同的人体检测部位的扫描图像，参数输入模块输入扫描部位等参数信息至控制模块，控制模块采用单片机实现，单片机根据输入的人体扫描部位从数据库中获取相对应ct图像，如输入的扫描部位为头部，则单片机从数据库中存储的头部ct图像中随机抓取头部对应的ct图像，然后将抓取的ct图像控制显示模块进行显示，同时在输入参数后，控制模块发出控制信号至ct教学模型中，控制教学模型工作，也就是控制驱动电机：扫描床驱动电机、扫描座驱动电机的工作以及控制发光二极管工作。从而完成ct扫描原理以及显示ct扫描后的ct图像信息。帮助学生在学习过程中直观的了解ct演示原理并能够根据输入扫描部位的参数在扫描完成后显示预先存储的对应部位的ct图像，用于学生学习。

根据扫描的ct图像，根据输入的病人信息，学生们可以根据自己的学习知识给出诊断报告，然后撰写；数据库中还存储有ct图像对应的专家诊断报告，可以通过参数输入模块控制显示专家诊断报告，学生们在学习时，可以将自己撰写的诊断报告与专家的诊断报告相对于，查找知识的阙漏点，及时找出差距，学习诊断技能，从而帮助老师在教学时，根据ct图像原理演示以及诊断报告的对比，更加直观快速的将ct原理以及诊断相关知识解释清楚，帮助学生学习理解。

参数输入模块通过无线发送模块、无线接收模块与控制模块连接，控制模块用于根据传来的参数数据控制显示模块、ct教学模型。参数输入模块输入的参数通过无线传输系统与控制模块进行通信连接，用于传递数据，减少系统的布线，方便可靠。无线发送模块、无线接收模块均为双向通信的无线收发器，可以包括蓝牙模块、射频模块、nfc等。

ct教学模型转动圆环上设置发光二极管用于模拟演示ct扫描时发出的射线信号，发光二极管个数为多个，每个发光二极管对应发出一种颜色灯光。这里在转动圆环上设置七种颜色的发光二极管，分别显示不同的颜色，根据输入参数中扫描部位的不同控制不同的颜色的发光二极管发光，这里通过不同的颜色来代表不同的射线强度，这里的原理为：不同身体部位所含人体器官及组织均有差异(即系统解剖学及局部断面解剖均有差异)，导致其对x射线的衰减吸收有对应差异，对应ct图像灰度有差异，所以真正的ct扫描我们需要根据患者的具体情况选择最佳的“管电压，管电流等扫描参数构成最合适的扫描计划”(比如头部疾病：含有对x射线吸收很大的颅骨…)和上腹部疾病(含有对x射线吸收相对小的肺部组织…)的扫描计划所对应的差异很大，x线球管发出的x射线强度差异也很大，对应发射不同能量的x射线保证既能使所拍ct图像的清晰度及灰度对比度均能满足疾病诊断的要求又要尽力减小x射线辐射对患者造成新的伤害，但x射线不可见，这个原理无法直观演示,因此采用不同颜色的灯光来表征不同的强度x射线以达到对于该原理的演示：当不同学生在录入新病人信息时如录入的扫描部位一个是颅脑部，另一个是上腹部，那么其后扫描床上扫描人的进动距离和方位及对应发光二极管均不同(颅脑部进动距离小于上腹部；颅脑部时是转子部分上的红色发光二极管发红光(代表对应特定能量强度的x射线)，上腹部时是转子部分上的黄色发光二极管发黄光(代表对应另一个特定能量强度的x射线)，从而将不可见的x射线能量强度转变为可见的七色彩光帮助学生直观理解其原理差异。

输入模块采用智能手机或pc来实现，通过智能手机输入控制参数、扫描参数等信息，然后通过无线方式发送至单片机中，由单片机控制显示模块显示扫描后的ct图像以及控制ct教学模型工作。采用手机作为参数输入模块时，通过手机的触摸屏输入参数，然后由手机cpu处理后经采用手机蓝牙的无线传输方式将数据传输出去，然后由控制模块相连接的蓝牙模块进行接收，从而实现手机输入参数以及无线传输的功能。

控制模块与通讯接口连接，通过通讯接口与多媒体教学系统连接。通讯接口可以为usb接口、spi接口等用于数据传输的控制接口，在有教学需要时，可以将控制模块通过通讯接口连接多媒体教学系统的电脑端，然后由老师通过电脑与控制模块连接，用于发送控制指令至控制模块，以控制ct教学模型工作、参数输入、显示等操作。方便老师在教学时，通过多媒体教学系统来控制和显示整个ct工作原理。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。