一种静态磁共振测试体模系统技术方案

本发明专利技术公开了一种静态磁共振测试体模系统，包括固定外壳、几何失真测试组件、内部液体；几何失真测试组件为正方体结构，由顶层长方体、中间层长方体和底层长方体堆叠而成；顶层长方体下平面沿横、纵方向分别开设截面为半圆形的矩形槽，且横、纵方向矩形槽连通，形成筛网形状；中间层长方体上、下平面均沿横、纵方向开设截面为半圆形的矩形槽，且每一平面的横、纵方向矩形槽连通，形成筛网形状，在垂直于中间层长方体上下平面方向打通孔，且通孔位于横、纵方向矩形槽相交处；底层长方体上平面沿横、纵方向分别开设截面为半圆形的矩形槽，且横、纵方向矩形槽连通，形成筛网形状。本发明专利技术具有成本低、结构简单、测量精度高等特点。

A Phantom System for Static Magnetic Resonance Measurement

The invention discloses a static magnetic resonance testing phantom system, which comprises a fixed shell, a geometric distortion testing component and an internal liquid; a geometric distortion testing component is a cube structure, which is stacked by a top cube, a middle cube and a bottom cube; a rectangular groove with a semi-circular cross-section is opened in the lower plane of the top cube along the transverse and longitudinal directions, and the transverse and longitudinal moments are provided. The upper and lower planes of the middle-layer cuboid are connected to form a screen shape; the rectangular grooves with semi-circular cross-section are opened along the transverse and longitudinal directions, and the transverse and longitudinal rectangular grooves of each plane are connected to form a screen shape. The holes are drilled in the direction perpendicular to the upper and lower planes of the middle-layer cuboid, and the through holes are located at the intersection of the transverse and longitudinal rectangular grooves; the plane of the bottom-layer cuboid is along the transverse and longitudinal directions. The rectangular grooves with semi-circular cross-section are respectively provided in the direction, and the rectangular grooves in the horizontal and vertical directions are connected to form the shape of the screen mesh. The invention has the advantages of low cost, simple structure and high measurement accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种静态磁共振测试体模系统
本专利技术涉及磁共振成像(MRI)系统，更具体的说，是涉及一种静态磁共振测试体模系统。
技术介绍
随着影像诊断技术的发展，医用磁共振成像技术凭借自身特有优势在医学影像诊断领域起着至关重要的作用。MRI设备在软组织成像、神经系统成像、脑功能成像等方面有着无可替代的优势，可以实现对多数人体病变的明确诊断，极大提高了诊断的效率和准确性，但是其成像质量的好坏直接影像临床诊断效果。为确保MRI系统正常运行以及临床诊断的有效性，质量控制已成为MRI设备使用中的关键步骤。目前，国际电工委员会(IEC)、美国电气制造商协会(NEMA)、美国医学物理家学会(AAPM)等均针对MRI质量控制出台了相关标准。目前，虽有相应的MRI测试体模用于MRI的日常质量控制，但在MRI体模检测几何失真方面，多能够实现单方向的空间定位，但仍缺乏三维空间精准定位。如总后药品仪器检验所放射仪器室的徐桓等设计的低成本MRI质量控制测试体模，在几何失真测试方面，只能实现轴状位的测试，无法满足另外两个方向的测试要求。胡立宏等人设计的MRI立体定向修正测试体模，通过MRI修正系统对源图像进行漂移校正，使MRI定位图像直接用于立体定向放射治疗计划设计和定位成为可能。TarrafTorfeh等人设计的静态体模可以实现横断面上的准确定位、校准，但不能实现对矢断面和冠状面的空间定位。在几何失真测试方面，现有的体模设计多数无法满足三维空间定位需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种静态磁共振测试体模系统，具有成本低、结构简单、测量精度高等特点。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。本专利技术的静态磁共振测试体模系统，包括固定外壳，所述固定外壳内部设置有几何失真测试组件，所述几何失真测试组件内充填有内部液体；所述几何失真测试组件设计为正方体结构，由顶层长方体、中间层长方体和底层长方体堆叠而成；所述顶层长方体的下平面沿横、纵方向分别开设截面为半圆形的矩形槽，且横、纵方向的矩形槽相互连通，形成筛网形状；所述中间层长方体的上、下平面均沿横、纵方向开设截面为半圆形的矩形槽，且每一平面的横、纵方向的矩形槽相互连通，形成筛网形状，在垂直于中间层长方体上下平面的方向打通孔，且通孔位于横、纵方向矩形槽相交处；所述底层长方体的上平面沿横、纵方向分别开设截面为半圆形的矩形槽，且横、纵方向的矩形槽相互连通，形成筛网形状。所述固定外壳设计为圆柱体结构，内部设置有正方形通孔，所述固定外壳底部设置有体膜支撑部件，所述体膜支撑部件底部设置有水平校准机构，所述固定外壳设置有空间刻度标尺，所述固定外壳和体膜支撑部件均设置有水平校准水泡。所述内部液体采用可模拟生物组织电导特性的、可在磁共振成像中产生不同T1和T2特性参数数值的顺磁性溶液。所述顶层长方体和底层长方体的厚度均为中间层长方体厚度的一半。所述固定外壳和几何失真测试组件均采用聚甲基丙烯酸甲酯制成。与现有技术相比，本专利技术的技术方案所带来的有益效果是：从进行MRI质量控制的实际需求出发，充分考虑到MRI成像灵活，可在冠状位、矢状位和轴状位3个方向同时成像的特点，设计时基于三个方向的测试需求，本专利技术设计立方体结构的几何失真测试组件，该组件在横断面、矢断面、冠状面均构成平方网格控制点模型，整体则构成立方控制点模型，可以进行精准空间定位，能够完成三维几何畸变的测试，继而可以实现后续三维失真校正工作，为三维重建提供重要参考依据。另外，体模外形设计为圆柱形结构，可方便放置于MRI的各种射频线圈中。该体模为自行设计研究，在保证高测量精度的同时，有效控制了成本，既能满足医院质量控制需求又降低了其负担，能广泛应用于MRI系统评价以及临床MRI三维重建辅助参考领域。附图说明图1为本专利技术中几何失真测试组件的顶层长方体示意图；图2为本专利技术中几何失真测试组件的中间层长方体示意图；图3为本专利技术中几何失真测试组件的底层长方体示意图；图4为本专利技术中固定外壳示意图；图5为本专利技术静态磁共振测试体模系统爆炸图；图6为本专利技术的工作原理图。附图标记：1固定外壳，2体膜支撑部件，3水平校准机构，4水平校准水泡，5几何失真测试组件，501顶层长方体，502中间层长方体，503底层上方体，504通孔。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。为了满足MRI日常质量控制工作的需要且充分考虑到MRI成像灵活的特点，设计时基于三个方向的测试需求，本专利技术设计立方体结构的几何失真测试组件，该组件在三个方向均构成平方网格控制点模型，整体则构成立方控制点模型，可以进行精准空间定位，能够完成三维几何畸变的测试。在此基础上，可以实现后续三维失真校正工作，为三维重建提供重要参考依据。由于是自制体模，在满足精度要求的同时，也在一定程度上有效控制了成本。如图1至图6所示，本专利技术的静态磁共振测试体模系统，包括固定外壳1，所述固定外壳1内部设置有几何失真测试组件5，所述几何失真测试组件5内充填有内部液体。所述固定外壳1设计为圆柱体结构，可方便放置于MRI的各种射频线圈中，圆柱体中心以适宜大小的正方体模型打通，形成正方形通孔，从而构成圆柱形中空外壳，以便嵌入几何失真测试组件5。所述固定外壳1底部设置有体膜支撑部件2，所述体膜支撑部件2底部设置有水平校准机构3，所述固定外壳1设置有空间刻度标尺，所述固定外壳1和体膜支撑部件2均设置有水平校准水泡4。水平校准机构3和水平校准水泡4使得固定外壳1与体膜支撑部件2配合放置于磁共振成像系统时，使用者能够简单方便地调节测试系统至水平位置；空间刻度标尺为空间静态标定提供相应参考依据。所述内部液体采用可模拟生物组织电导特性的、可在磁共振成像中产生不同T1和T2特性参数数值的顺磁性溶液。所述固定外壳1和几何失真测试组件5等均采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成。为满足使用者对MRI设备质量控制的需求，设计规格不等的测试体模系统与患者不同部位相匹配以进行MRI设备静态标定。固定外壳1放置于体膜支撑部件2上后的整体横向最大外尺度不大于250mm，以适应于大部分MRI扫描系统的最大的闭合线圈。所述几何失真测试组件5设计为正方体结构，由顶层长方体501、中间层长方体502和底层长方体503堆叠而成。所述顶层长方体501和底层长方体503的厚度均为中间层长方体502厚度的一半。每层均采用数字控制机械加工工艺处理。所述顶层长方体501的下平面沿横、纵方向分别开设截面为半圆形的矩形槽，且横、纵方向的矩形槽相互连通，形成筛网形状，在垂直于顶层长方体501上下平面的方向不予处理。所述中间层长方体502设置为若干层，所述中间层长方体502的上、下平面均沿横、纵方向开设截面为半圆形的矩形槽，且每一平面的横、纵方向的矩形槽相互连通，形成筛网形状，在垂直于中间层长方体502上下平面的方向打通孔504，且通孔504位于横、纵方向矩形槽相交处。所述底层长方体503的上平面沿横、纵方向分别开设截面为半圆形的矩形槽，且横、纵方向的矩形槽相互连通，形成筛网形状，在垂直于底层长方体503上下平面的方向不予处理。上述中间层长方体502、顶层长方体501、底层长方体503堆叠而成几何失真测试组件5，该几何失真测试组件5在横断面、矢断面、冠状面均构成平方网格控制点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种静态磁共振测试体模系统，其特征在于，包括固定外壳(1)，所述固定外壳(1)内部设置有几何失真测试组件(5)，所述几何失真测试组件(5)内充填有内部液体；所述几何失真测试组件(5)设计为正方体结构，由顶层长方体(501)、中间层长方体(502)和底层长方体(503)堆叠而成；所述顶层长方体(501)的下平面沿横、纵方向分别开设截面为半圆形的矩形槽，且横、纵方向的矩形槽相互连通，形成筛网形状；所述中间层长方体(502)的上、下平面均沿横、纵方向开设截面为半圆形的矩形槽，且每一平面的横、纵方向的矩形槽相互连通，形成筛网形状，在垂直于中间层长方体(502)上下平面的方向打通孔(504)，且通孔(504)位于横、纵方向矩形槽相交处；所述底层长方体(503)的上平面沿横、纵方向分别开设截面为半圆形的矩形槽，且横、纵方向的矩形槽相互连通，形成筛网形状。

【技术特征摘要】
1.一种静态磁共振测试体模系统，其特征在于，包括固定外壳(1)，所述固定外壳(1)内部设置有几何失真测试组件(5)，所述几何失真测试组件(5)内充填有内部液体；所述几何失真测试组件(5)设计为正方体结构，由顶层长方体(501)、中间层长方体(502)和底层长方体(503)堆叠而成；所述顶层长方体(501)的下平面沿横、纵方向分别开设截面为半圆形的矩形槽，且横、纵方向的矩形槽相互连通，形成筛网形状；所述中间层长方体(502)的上、下平面均沿横、纵方向开设截面为半圆形的矩形槽，且每一平面的横、纵方向的矩形槽相互连通，形成筛网形状，在垂直于中间层长方体(502)上下平面的方向打通孔(504)，且通孔(504)位于横、纵方向矩形槽相交处；所述底层长方体(503)的上平面沿横、纵方向分别开设截面为半圆形的矩形槽，且横、纵方向的矩形槽相互连通，形成筛网形状。...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄村坤，邝丽娜，王学民，冯远明，赵立涛，撒昱，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12