一种彩超-频谱多普勒通用性能检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种彩超‑频谱多普勒通用性能检测系统，包括：仿血液驱动和控制单元、仿血液流量检测单元、储液缓冲单元、多普勒仿血流体模和探测深度量程扩展单元；其中，储液缓冲单元包括储液器和缓冲器；其中，缓冲器设有泄压阀，用于调整缓冲器内压力，进而控制系统内压力；多普勒仿血流体模内斜嵌有大仿血管、小仿血管，大仿血管通过仿血管过渡装置与小仿血管串联；仿血液通过仿血液驱动和控制单元产生流动先后依次经过缓冲器、仿血液流量检测单元、多普勒仿血流体模、储液器后回到仿血液驱动和控制单元，进而形成仿血液流环路。通过测量血流深度和识别血流方向实现彩超‑频谱多普勒仪器的性能检测。

A Universal Performance Detection System of Color Doppler Ultrasound-Spectrum Doppler

The invention discloses a universal performance detection system for color Doppler ultrasound and spectrum Doppler, which includes: imitating blood drive and control unit, imitating blood flow detection unit, liquid storage buffer unit, Doppler imitating blood flow phantom and detection depth range expansion unit, in which the liquid storage buffer unit comprises a liquid storage device and a buffer, wherein the buffer is provided with a pressure relief valve for adjusting the internal pressure of the buffer. Force is then used to control the internal pressure of the system; Doppler simulated blood flow phantom is obliquely embedded with large and small simulated blood vessels, and large simulated blood vessels are connected with small simulated blood vessels through simulated blood transfer device; simulated blood flow is generated by simulated blood drive and control unit through buffer, simulated blood flow detection unit, Doppler simulated blood flow phantom, fluid storage device and then returned to simulated blood drive and control. Unit, and then form a simulated blood flow loop. By measuring the blood flow depth and identifying the direction of blood flow, the performance of color Doppler ultrasonography and spectrum Doppler instrument can be tested.

【技术实现步骤摘要】
一种彩超-频谱多普勒通用性能检测系统
本专利技术涉及医疗器械质量检测领域，尤其涉及一种彩超-频谱多普勒通用性能检测系统。
技术介绍
利用超声频谱多普勒技术检测人体外周血流、脑部血流、胎儿脐带血流，和把来自心血管系统的多普勒频移信号经彩色编码处理后叠加在B超的二维灰阶图像上一并显示，都是多普勒效应在医用超声技术中的成功应用。经过二十多年的发展进步，如今功能丰富、性能超卓的彩超和以经颅多普勒血流仪(TCD)为代表的频谱多普勒仪器已经大量生产并在世界范围内广泛应用。医用超声设备的安全有效性事关人类的身体健康和生命安全，而在生产和使用阶段的质量保证检测，则是确保其安全有效性的关键环节。为了实现彩超和频谱多普勒仪器性能检测的标准化，国际电工委员会(IEC)编制了连续波和脉冲波多普勒系统性能测量方法的技术报告，尤其是制定了编号为IEC61685，题目为“Ultrasonics—Flowmeasurementsystem—Flowtestobject”的国际标准。由该标准转化的，编号为YY/0458，题目为“超声多普勒仿血流体模的技术要求”的中国医药行业标准，已付诸实施。该标准规定了超声仿组织材料和仿血液的声学及其他物理特性，给出了包括多普勒体模在内整个测量系统的基本框架和关键细节要求(包括仿血管材料的声学特性、管道内径和与声窗表面夹角的取值)。编号为YY0593，题目为“超声经颅多普勒血流分析仪”，和编号为YY0767，题目为“超声多普勒彩色血流成像系统”的国内医药行业标准，均已发布实施。在这些标准中，彩超的性能指标要求包括血流方向识别能力、血流探测深度、流速读数准确度、取样游标位置准确度和灰阶-彩色图像配准；对经颅多普勒仪器的性能指标要求包括血流方向识别能力、血流探测深度和流速读数准确度。随着频谱多普勒血流仪、带有频谱多普勒功能的黑白超(双功诊断仪)和彩超(三功诊断仪)产品的陆续问世，美国有关企业于上世纪80年代末即推出了用于检测超声血流诊断设备的“多普勒体模与仿血流控制系统”并延续至今，其中的典型产品为Gammex-RMI公司的1425ALE型和ATS公司的700型。但设计原理和使用实践表明，它们在某些方面尚不能满足血流类超声诊断设备发展进步的需要，而且难以通用于彩超和频谱多普勒血流仪两类检测对象，其缺陷包括：(1)ATS的产品，其多普勒体模中所用的传声媒质是在声速、声衰减特性两方面都严重违背国际标准IEC61685和中国医药行业标准YY/T0458的聚氨酯橡胶，实际上不属于仿组织材料，用于质量检测将得出歪曲的结果，一直为国际专业圈所诟病。再者，其体模中的仿血液流经管道集中于中等深度附近，无法适应在大范围内测量血流探测深度的要求；其特有的多管式结构在使用过程中需要频繁插拔，导致仿血液溢漏，污染设备和环境，且影响测量结果的稳定性和复现性。(2)作为主要检测对象之一，经颅多普勒血流仪(TCD)所配脉冲波探头的工作频率通常为2MHz，且已有低到1MHz者，而国外目前所售测试系统中仿血管最深只到16cm，无法考察低频或高灵敏度条件下的血流探测深度。(3)对于彩超，在检测其血流探测深度指标时，可以利用灰阶(黑白)图像的电子游标系统进行测量，而频谱多普勒仪器没有二维灰阶图像，导致这一最重要技术指标的数值无法读取。(4)驱动泵在为仿血液提供周流动力和调控其流量、流速的同时，还因其工作时的振动或/和蠕动泵辊子挤压管道的间歇性供给仿血流附加某种频率的脉动成份，为减轻其影响，都在驱动泵和流量计之间的管路上安装一个简单空腔式的缓冲器。迄今产品上所用的缓冲器都是简单空腔结构，其效果均不够理想。(5)由于临床诊断的人体部位不同，彩超和频谱多普勒探头的工作频率相差悬殊，高者可达8MHz，低者可达1MHz，在仿组织材料声衰减系数有标准约束和体模尺寸有限的条件下，用一台体模同时兼顾两端是困难的，但现有产品均未考虑这一问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有产品存在的缺陷。为达到上述目的，本专利技术公开了一种彩超-频谱多普勒通用性能检测系统，包括：仿血液驱动和控制单元、仿血液流量检测单元、储液缓冲单元、多普勒仿血流体模和仿血流管道；其中，储液缓冲单元包括储液器和缓冲器；其中，缓冲器设有泄压阀，用于调整缓冲器内压力，进而控制系统内压力；多普勒仿血流体模内斜嵌有大仿血管、小仿血管，大仿血管通过仿血管过渡装置与小仿血管串联；仿血液驱动和控制单元、缓冲器、仿血液流量检测单元、多普勒仿血流体模和储液器依序通过仿血流管道连接，再由仿血流管道连接仿血液驱动和控制单元和储液器形成环路；仿血液通过仿血液驱动和控制单元产生流动先后依次经过缓冲器、仿血液流量检测单元、多普勒仿血流体模、储液器后回到仿血液驱动和控制单元，形成仿血液流环路。优选地，仿血液驱动和控制单元包括：控制器、蠕动泵泵头和蠕动泵泵管；用于驱动仿血液在管道内循环流动以及通过改变转速调控仿血液的流量和流速。优选地，仿血液流量检测单元包括小量程流量计和大量程流量计；小量程流量计通过仿血流管道连接大量程流量计，形成串联结构。优选地，储液器为密闭腔体，包括：仿血液充液口、储液器充液盖、储液器出口和储液器入口。优选地，缓冲器为密闭腔体，包括：缓冲隔板、泄压阀、缓冲器出口和缓冲器入口。优选地，大仿血管通过仿血管过渡装置连接小仿血管形成串联结构。优选地，还包括探测深度量程扩展单元，具体为声衰减片，其通过耦合介质耦合于多普勒仿血流体模上方，通过声衰减折算扩展多普勒仿血流体模的探测深度。优选地，泄压阀为手动控制和自动控制中的一种或多种。优选地，仿血流管道由特性与仿血液具有兼容性的硅胶管构成，可以保证仿血液在管道内顺畅流动，保持仿血液内的悬浮颗粒长期处于悬浊状态。本专利技术的优点在于：在多普勒仿血流体模中嵌埋直径不同的两条仿血管，二者借助于缓变直径管段串联接续，利用“流速与管内横截面积成反比”的流体力学原理，在同一流量条件下获得两种不同流速，从而有效地扩展了系统的流速量程；二者相对于体模声窗均为斜置，且仿血液流动方向相反，检测彩超和频谱多普勒的血流探测深度和方向识别能力都很方便。缓冲器中设置缓冲隔板使仿血流通路为曲折结构，将蠕动泵泵头产生的脉动减缓，；缓冲器器壁上还装有调节气腔容量的泄压阀，可以根据使用者需要调整缓冲器内的压力，以及缓冲器内的液面高低。采用衰减片，将用电子游标或标尺读得的表观探测深度加上仿血管管壁和衰减片的折合深度，即为实际的探测深度值。附图说明为了更清楚说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为一种彩超-频谱多普勒通用性能检测系统结构图；图2为本专利技术实施例的一种储液缓冲单元三维前视图；图3为本专利技术实施例的一种储液缓冲单元内部结构右视透视图；图4为本专利技术实施例的一种缓冲器内仿血液流经路径示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种彩超‑频谱多普勒通用性能检测系统，包括：仿血液驱动和控制单元、仿血液流量检测单元和仿血流管道(5)，其特征在于，还包括：储液缓冲单元和多普勒仿血流体模(11)；其中，所述储液缓冲单元包括储液器(16)和缓冲器(6)；其中，所述缓冲器(6)设有泄压阀(8)，用于调整缓冲器(6)内压力，进而控制所述系统内压力；所述多普勒仿血流体模(11)内斜嵌埋有大仿血管(12)、小仿血管(13)，所述大仿血管(12)通过仿血管过渡装置(14)与小仿血管(13)串联；所述仿血液驱动和控制单元、缓冲器(6)、仿血液流量检测单元、多普勒仿血流体模(11)和储液器(16)依序通过仿血流管道(5)连接，再由所述仿血流管道(5)连接仿血液驱动和控制单元和储液器(16)形成环路；仿血液通过仿血液驱动和控制单元产生流动先后依次经过缓冲器(6)、仿血液流量检测单元、多普勒仿血流体模(11)、储液器(16)后回到仿血液驱动和控制单元，形成仿血液流环路。

【技术特征摘要】
1.一种彩超-频谱多普勒通用性能检测系统，包括：仿血液驱动和控制单元、仿血液流量检测单元和仿血流管道(5)，其特征在于，还包括：储液缓冲单元和多普勒仿血流体模(11)；其中，所述储液缓冲单元包括储液器(16)和缓冲器(6)；其中，所述缓冲器(6)设有泄压阀(8)，用于调整缓冲器(6)内压力，进而控制所述系统内压力；所述多普勒仿血流体模(11)内斜嵌埋有大仿血管(12)、小仿血管(13)，所述大仿血管(12)通过仿血管过渡装置(14)与小仿血管(13)串联；所述仿血液驱动和控制单元、缓冲器(6)、仿血液流量检测单元、多普勒仿血流体模(11)和储液器(16)依序通过仿血流管道(5)连接，再由所述仿血流管道(5)连接仿血液驱动和控制单元和储液器(16)形成环路；仿血液通过仿血液驱动和控制单元产生流动先后依次经过缓冲器(6)、仿血液流量检测单元、多普勒仿血流体模(11)、储液器(16)后回到仿血液驱动和控制单元，形成仿血液流环路。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述仿血液驱动和控制单元包括：控制器(1)、蠕动泵泵头(2)和蠕动泵泵管(3)；用于驱动仿血液在管道内循环流动以及通过改变转速调控仿血液的流量和流速。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述仿血...

【专利技术属性】
技术研发人员：程洋，朱承纲，牛凤岐，张迪，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11