多普勒超声诊断仪血流波形模体及校准方法技术

本发明专利技术公开了一种多普勒超声诊断仪血流波形模体及校准方法，包括便携式控制箱和仿血流波形模体，便携式控制箱包括外箱体、人机互动界面、主控电路板、电源线和传输线，主控电路板设于外箱体内，人机互动界面设于外箱体上，电源线和传输线用于便携式控制箱连接仿血流波形模体；仿血流波形模体包括液体环境模拟槽、血流波形模拟机构、血流波形模拟控制机构和多普勒超声诊断仪探头固定机构，血流波形模拟机构设置在液体环境模拟槽内；血流波形模拟控制机构用于控制转动滑轮的转动；所述的主控电路板用于向血流波形模拟控制机构发送控制信号；能够精确复现人体血流流速变化，应用于基于超声多普勒原理的血液流速测量装置的检定、校准及测试。

【技术实现步骤摘要】
多普勒超声诊断仪血流波形模体及校准方法
本专利技术涉及声学计量
，尤其涉及一种多普勒超声诊断仪血流波形模体及校准方法。
技术介绍
超声医学诊断因为其安全、无痛苦、无损害、方法简便、适应面广、直观、灵活以及价廉等优点，已经成为当代医学图像诊断中的首选技术。为保证医用超声设备的使用安全，保障患者的健康，《计量法》将医用超声源列入强制检定目录。2013年国家发布实施了JJF1438-2013《彩色多普勒超声诊断仪--血流测量部分校准规范》校准规范，为彩超血流测量部分的校准提供了依据。目前，现有的校准模体多采用悬浮颗粒流体来模拟血流，其采用的流量计来控制精度，流量计本身精度偏低，且性能会随时间变化而更加影响其精准度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多普勒超声诊断仪血流波形模体及校准方法，多普勒生理波形模体是一种高精度血流流速实时模拟装置，精确复现人体血流流速变化。主要应用于基于超声多普勒原理的血液流速测量装置的检定、校准及测试。本专利技术采用的技术方案为：一种多普勒超声诊断仪血流波形模体，包括便携式控制箱和仿血流波形模体，便携式控制箱包括外箱体、人机互动界面、主控电路板、电源线和传输线，主控电路板设于外箱体内，人机互动界面设于外箱体上，电源线和传输线用于便携式控制箱连接仿血流波形模体；所述的仿血流波形模体包括液体环境模拟槽、血流波形模拟机构、血流波形模拟控制机构和多普勒超声诊断仪探头固定机构，血流波形模拟机构设置在液体环境模拟槽内，血流波形模拟机构包括转动滑轮、弦线和调控轮组件，弦线的始端依次缠绕在转动滑轮上、调控轮组件上，之后与末端固定形成环状闭合弦线，弦线所在平面与多普勒超声诊断仪探头之间形成的夹角为30°；血流波形模拟控制机构用于控制转动滑轮的转动；所述的主控电路板用于向血流波形模拟控制机构发送控制信号。所述的主控电路板上设有主控器、无线通信模块、输入显示模块和步进电机控制序列发生器，主控器的控制信号输出端连接步进电机控制序列发生器的接收端，步进电机控制序列发生器的输出端连接驱动器的接收端，主控器的第一通信端连接输入显示模块，主控器的第二通信端连接无线通信模块。所述的血流波形模拟控制机构包括步进电机、驱动器和编码器，血流波形模拟控制机构设置在液体环境模拟槽外，步进电机的输出轴水平穿过槽壁伸入槽内，步进电机的输出轴与转动滑轮刚性连接，驱动器的信号输出端连接步进电机的驱动端，驱动器的信号接收端通过电源线和传输线连接主控电路板，编码器设于步进电机上，编码器的信号输出端连接主控电路板的信号反馈接收端。所述的血流波形模拟机构还包括一对平行排列设置的导轮组件，即左导轮组件和右导轮组件，左导轮组件包括左转轮、左轮连接杆和左安装块，左安装块固定在液体环境模拟槽的内壁，左转轮通过左轮连接杆与左安装块固定；右导轮组件与左导轮组件结构相同，且对称设置。所述的调控轮组件包括一个上端面倾斜的底座、调节座、限位钮和缩进轮，底座设于液体环境模拟槽的底面上，调节座的下端面与底座的上端面接触，底座的上端面上设有一个限位孔，调节座上设有一个上下通透的条形调整槽，限位钮的下端穿设在条形调整槽内，并与限位孔螺接，缩进轮设置在调节座的上端面上。所述的血流波形模拟机构中的转动滑轮的后端面与液体环境模拟槽的内壁贴合，左导轮和右导轮设置在转动滑轮的下方，且左导轮和右导轮的边缘槽所在平面与转动滑轮的边缘槽所在平面垂直设置，左导轮和右导轮的边缘槽间距小于转动滑轮的边缘槽直径；环状闭合弦线与转动滑轮的上端部圆弧、左导轮的后端部圆弧、右导轮的后端部圆弧、缩进轮的前端部圆弧接触，由缩进轮到左导轮和右导轮之间的部分闭合弦线与液体环境模拟槽的底面呈倾斜状。所述的多普勒超声诊断仪探头固定机构采用多功能万向支架。所述的液体环境模拟槽的底面上铺设有吸声层。还包括弧形挡水片，弧形挡水片设于转动滑轮的上方。多普勒超声诊断仪血流波形模体的校准方法，包括以下步骤：A：准备设备通过多普勒超声诊断仪探头固定机构将多普勒超声诊断仪探头悬架在呈倾斜状的部分闭合弦线上方，使得多普勒超声诊断仪探头与呈倾斜状的部分闭合弦线呈30°夹角，向液体环境模拟槽内注入防冻液，使得防冻液面高于多普勒超声诊断仪探头辐射面，机械部分准备工作完毕；再将便携式控制箱和多普勒超声诊断仪探头通电、打开，进行初始化处理；B：通过人机互动界面设定血流波形模体的工作模式：匀速运行模式、生理波形模式和测试波形模式；匀速运行模式可设定范围为10-200cm/s；生理波形模式模拟现实情况下人体内的速度波动，包括成人颈动脉、成人大动脉、成人股动脉、小儿脐带、狭窄颈动脉、小儿肾动脉、小儿导管动脉、小儿中脑动脉和小儿递减胸动脉；测试波形包括正弦波，速度幅值100、150、200cm/s；三角波，速度幅值100、150、200cm/s；梯度波；C：主控器接收到选定的工作模式后，将信息发送给步进电机控制序列发生器，步进电机控制序列发生器根据选定的工作模式向驱动器输出相应的脉冲序列信号，驱动器控制步进电机进行模拟运转，同时编码器将采集的信息发送给驱动器，进一步对步进电机进行修正处理，使得步进电机输出精准的血流波形；D：步进电机运转带动转动滑轮进行模拟转动，同时，环状闭合弦线跟随转动滑轮进行血流流速模拟，此时的血流流速为标准血流波形；E：多普勒超声诊断仪探头采集环状闭合弦线反射信息，并对采集的信息进行记录；F：将步骤E记录的采集的血流波形信息与步骤D模拟的标准血流波形进行比对，再根据多普勒超声诊断仪探头的血流速度校准标准，即对多普勒超声诊断仪探头进行了校准。本专利技术的主控电路板用于向血流波形模拟控制机构发送控制信号，通过超高精度马达和环形弦线对多普勒超声进行检测的模体。适合于采样容积配准，彩色配准，双向分辨率以及目标速度精度。其工作原理是采用一根运动闭合弦线作为靶标，提供一个准确、稳定的散射体。弦线靶标利用光电编码器及步进电机控制精度，光电编码器的性能不随时间改变，因而具备准确、稳定的特性。弦线靶标的运动速度控制精度高，换能器与弦线靶标间夹角可准确测量，保证了超声诊断仪血流测量部分的准确测量。附图说明图1为本专利技术的主视图；图2为本专利技术的右视图；图3为本专利技术的电路原理框图。具体实施方式如图1、图2和图3所示，本专利技术包括便携式控制箱和仿血流波形模体，便携式控制箱包括外箱体1、人机互动界面2、主控电路板、电源线3和传输线4，主控电路板设于外箱体1内，人机互动界面2设于外箱体1上，电源线3和传输线4用于便携式控制箱连接仿血流波形模体；所述的仿血流波形模体包括液体环境模拟槽5、血流波形模拟机构、血流波形模拟控制机构和多普勒超声诊断仪探头固定机构7，血流波形模拟机构设置在液体环境模拟槽5内，血流波形模拟机构包括转动滑轮8、弦线9、和调控轮组件，弦线9的始端依次缠绕在转动滑轮8上、调控轮组件上，之后与末端固定形成环状闭合弦线9，弦线9所在平面与多普勒超声诊断仪探头6之间形成的夹角为30°；血流波形模拟控制机构用于控制转动滑轮8的转动；所述的主控电路板用于向血流波形模拟控制机构发送控制信号。所述的主控电路板上设有主控器、无线通信模块、输入显示模块和步进电机控制序列发生器，主控器的控制信号输出端连接步进电机控制序列发生器的接收端，步进电机控制序列本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多普勒超声诊断仪血流波形模体，其特征在于：包括便携式控制箱和仿血流波形模体，便携式控制箱包括外箱体、人机互动界面、主控电路板、电源线和传输线，主控电路板设于外箱体内，人机互动界面设于外箱体上，电源线和传输线用于便携式控制箱连接仿血流波形模体；所述的仿血流波形模体包括液体环境模拟槽、血流波形模拟机构、血流波形模拟控制机构和多普勒超声诊断仪探头固定机构，血流波形模拟机构设置在液体环境模拟槽内，血流波形模拟机构包括转动滑轮、弦线和调控轮组件，弦线的始端依次缠绕在转动滑轮上、调控轮组件上，之后与末端固定形成环状闭合弦线，弦线所在平面与多普勒超声诊断仪探头之间形成的夹角为30°；血流波形模拟控制机构用于控制转动滑轮的转动；所述的主控电路板用于向血流波形模拟控制机构发送控制信号。

【技术特征摘要】
1.一种多普勒超声诊断仪血流波形模体，其特征在于：包括便携式控制箱和仿血流波形模体，便携式控制箱包括外箱体、人机互动界面、主控电路板、电源线和传输线，主控电路板设于外箱体内，人机互动界面设于外箱体上，电源线和传输线用于便携式控制箱连接仿血流波形模体；所述的仿血流波形模体包括液体环境模拟槽、血流波形模拟机构、血流波形模拟控制机构和多普勒超声诊断仪探头固定机构，血流波形模拟机构设置在液体环境模拟槽内，血流波形模拟机构包括转动滑轮、弦线和调控轮组件，弦线的始端依次缠绕在转动滑轮上、调控轮组件上，之后与末端固定形成环状闭合弦线，弦线所在平面与多普勒超声诊断仪探头之间形成的夹角为30°；血流波形模拟控制机构用于控制转动滑轮的转动；所述的主控电路板用于向血流波形模拟控制机构发送控制信号。2.根据权利要求1所述的多普勒超声诊断仪血流波形模体，其特征在于：所述的主控电路板上设有主控器、无线通信模块、输入显示模块和步进电机控制序列发生器，主控器的控制信号输出端连接步进电机控制序列发生器的接收端，步进电机控制序列发生器的输出端连接驱动器的接收端，主控器的第一通信端连接输入显示模块，主控器的第二通信端连接无线通信模块。3.根据权利要求1所述的多普勒超声诊断仪血流波形模体，其特征在于：所述的血流波形模拟控制机构包括步进电机、驱动器和编码器，血流波形模拟控制机构设置在液体环境模拟槽外，步进电机的输出轴水平穿过槽壁伸入槽内，步进电机的输出轴与转动滑轮刚性连接，驱动器的信号输出端连接步进电机的驱动端，驱动器的信号接收端通过电源线和传输线连接主控电路板，编码器设于步进电机上，编码器的信号输出端连接主控电路板的信号反馈接收端。4.根据权利要求1所述的多普勒超声诊断仪血流波形模体，其特征在于：所述的血流波形模拟机构还包括一对平行排列设置的导轮组件，即左导轮组件和右导轮组件，左导轮组件包括左转轮、左轮连接杆和左安装块，左安装块固定在液体环境模拟槽的内壁，左转轮通过左轮连接杆与左安装块固定；右导轮组件与左导轮组件结构相同，且对称设置。5.根据权利要求4所述的多普勒超声诊断仪血流波形模体，其特征在于：所述的调控轮组件包括一个上端面倾斜的底座、调节座、限位钮和缩进轮，底座设于液体环境模拟槽的底面上，调节座的下端面与底座的上端面接触，底座的上端面上设有一个限位孔，调节座上设有一个上下通透的条形调整槽，限位钮的下端穿设在条形调整槽内，并与限位孔螺接，缩进轮设置在调节座的上端面上。6.根据权利要求5所述的多普勒超声诊断仪血流波形模体，其特征在于：所述的血流波形模拟机构中的转动滑轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱卫民，刘哲，朱怡然，刘涛，齐芳，卫平，古晓辉，王兴宏，张益，
申请(专利权)人：河南省计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：河南,41