本發明涉及一種適用于數字減影血管造影技術的質量檢測體模及檢測方法。

背景技術：

數字減影血管造影(DSA)是一種廣泛應用于心血管造影檢查的醫學成像裝置，通過血管注射碘對比劑并計算機圖像減影實現血管檢查。DSA的血管成像效果直接決定血管疾病的檢出能力，目前對DSA血管成像能力的檢測可以通過體模測試實現。但目前的DSA檢測體模僅能進行基本仿真血管的成像檢測，無法對特異性、特定性和3維結構的血管進行成像能力檢測。

技術實現要素：

本發明的目的就是為了解決上述問題，提供了適用于數字減影血管造影技術的質量檢測體模及檢測方法，實現了特異性、特定性和3維血管形態的成像能力檢測。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種適用于數字減影血管造影技術的質量檢測體模，包括從下到上依次疊放的U型塊、插座模塊、階梯模塊及骨骼模塊，所述插座模塊上設有插孔，插孔內設有可替換模擬模塊，所述可替換模擬模塊包括動脈血管模擬模塊、心臟冠狀動脈模擬模塊、頸動脈模擬模塊以及腎動脈模擬模塊；所述插座模塊內還能放置分辨率測試模塊；還包括空白模塊和標記模塊，所述空白模塊作為動脈血管模擬模塊的對照組，與動脈血管模擬模塊放在同一平面上；所述標記模塊與分辨率測試模塊配合工作。

所述標記模塊為一長方體水玻璃板，在左上角有一個缺角以用來確定該模塊的正確擺放位置，在其表面距離每一邊1cm的地方都嵌有一條鉛線。

所述心臟冠狀動脈模擬模塊包括兩塊玻璃水基板，每個所述玻璃水基板上雕刻有仿心臟凹槽，兩塊玻璃水基板上的仿心臟凹槽的形狀分別為心臟冠狀動脈左前斜60°和右前斜30°的投影形狀；所述仿心臟凹槽內填充有對比劑和仿真阻塞的硬脂質材料。

仿心臟凹槽包括左支和右支，左支和右支上分別有兩個分支；右支第一分支和左支第一分支內分別設有仿真阻塞的硬脂質材料，每一分支上分別有三段阻塞，阻塞程度依次為25％、50％、75％。

所述動脈血管模擬模塊成長方體型，在其表面設有模擬管徑為0.1cm、0.2cm、0.4cm的動脈血管的三條凹槽；每條凹槽內包含一個仿真動脈瘤的直徑1cm的圓。

三條凹槽內都設有仿真動脈對比劑，濃度分別為25％、50％、75％，碘濃度為15mg/ml；三個圓內設有不同碘濃度的對比劑，碘濃度分別為1.5mg/ml、3mg/ml、6mg/ml。

所述頸動脈模擬模塊包括成長方體型的水玻璃板，在其內部嵌有一段可拆分的水玻璃圓柱體，所述水玻璃圓柱體通過齒輪固定在水玻璃板內，所述水玻璃圓柱體內封閉有一個3D打印機制作的頸動脈模型；所述頸動脈模型的頸動脈竇部由頸總動脈到頸內動脈段使用硬脂質依次在三個模型上分別模仿出了25％、50％、75％三種阻塞情況，并在其內壁存在粘貼的鋁片，以用來模仿斑塊，并且頸動脈模型內密封了造影劑。

所述腎動脈模擬模塊包括A、B兩組模擬模塊，A組模擬模塊模仿動脈粥樣硬化病變，B組模仿大動脈炎病變；每組模擬模塊有三塊水玻璃基板，每塊水玻璃基板上雕刻有一條仿腎動脈凹槽；仿腎動脈凹槽內填充有對比劑，仿腎動脈凹槽的開口直徑為0.7cm，仿隨腎動脈向下方走形，直徑逐步減小，末端開口大小為0.05cm；

A組模擬模塊中的每條仿腎動脈凹槽內在距開口2cm的轉彎處設有斑塊狹窄或動脈增厚阻塞，三條仿腎動脈凹槽的阻塞程度分別為25％、50％、75％；

B組模擬模塊中的每條仿腎動脈凹槽在內部對稱位置設置有阻塞，三條仿腎動脈凹槽設置阻塞的位置自起始部向下依次設置，三條仿腎動脈凹槽的阻塞程度也分別為25％、50％、75％。

采用所述的一種適用于數字減影血管造影技術的質量檢測體模的檢測方法，包括：

進行空氣比釋動能率測試時，將階梯模塊組合成長方體，分辨率測試模塊的空白部分插入插槽模塊并將上述長方體放置在插槽模塊上面組合成尺寸為20*20*15cm的均勻方體，將所述均勻方體水平放置在導管床上，并處于影像探測部件的視野中，以模擬15cm的人體厚度；

將Baracuda X射線分析儀的多功能探頭放置于均勻方體的頂端，并使射線探測面朝向球管方向；

將焦皮距設置為最大，升高導管床，使多功能探頭靠近影像探測部件；

使用透視和采集模式分別進行曝光，根據所選擇曝光模式的影像探測器輸入視野的不同分別進行曝光測量，將曝光條件記錄清晰，讀取所選擇曝光模式下曝光的空氣比釋動能率；確定所選擇曝光模式下曝光產生的影像的數量，以測得的空氣比釋動能率除以影像的數量，得到每幅影像的空氣比釋動能率。

還包括：

進行對比度均勻性及動態范圍測試時，將階梯模塊組合成階梯，與骨骼模塊一起置于插座模塊內；階梯模塊的階梯和骨骼模塊中的骨與動脈血管模擬模塊的血管垂直；拍攝圖像后觀察穿過骨和階梯的血管影像是否均勻并觀察能看清的最細血管；移動動脈血管模擬模塊將空白模塊置于視野內，觀察所能看清的階梯數；階數越高越好；

進行減影偽影時：將階梯模塊進行組合，模擬15cm的人體厚度；將骨骼模塊和動脈血管模擬模塊置于階梯模塊上；減影模式下獲得蒙片和被減影影像；觀察影像中是否可見圓孔的邊緣，如果有則表明成像系統不穩定。

本發明的有益效果

本發明改進空間分辨率卡，使用標記模塊更準確的定位，使用病灶模擬模塊模仿真實條件下病灶顯影。

本發明設有仿真人體頸動脈、腎動脈、冠狀動脈病變的模塊，使得在檢測時更大程度的接近真實病例，為質量檢測提供更有代表性的數據。

標記模塊采用鉛線嵌入交叉成“井”字形作為標記，以此保障進行質量檢測時可以基準影像，準確減影。

本發明具有較高的科研、教學利用價值，在商業推廣中也會因為其獨特、新穎的設計獨占鰲頭。

本發明設計了3維仿真頸動脈、投影仿真冠狀動脈和腎動脈的仿真模塊，實現了特異性、特定性和3維血管形態的成像能力檢測。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構分解圖；

圖2為階梯模塊的結構圖；

圖3(a)為骨骼模塊的仰視圖，圖3(b)為骨骼模塊的側視圖，圖3(c)為骨骼模塊的俯視圖；

圖4為插座模塊的結構圖；

圖5為標記模塊示意圖；

圖6為分辨率測試模塊；

圖7為動脈血管模擬模塊；

圖8(a)為左前斜60°心臟冠狀動脈模擬模塊；圖8(b)右前斜30°心臟冠狀動脈模擬模塊

圖9為頸動脈模擬模塊；

圖10為腎動脈模擬模塊。

其中，1.階梯模塊，2.骨骼模塊，3.插座模塊，4.U型塊，5.動脈血管模擬模塊，6.水玻璃圓柱體，7.頸動脈模型。

具體實施方式：

下面結合附圖與實施例對本發明做進一步說明：

如圖1-2所示，適用于數字減影血管造影技術的質量檢測體模，由多個長方體模塊組合而成，包含階梯模塊1、插座模塊3、骨骼模塊2、動脈血管模擬模塊、分辨率測試模塊、病灶模擬模塊(心臟冠狀動脈模擬模塊、頸動脈模擬模塊以及腎動脈模擬模塊)、U型塊4。

本發明整個體模的底部為長20cm的正方形。

階梯模塊1。一個長方體，尺寸為20*20*7.5cm，由兩部分組成結合處成階梯狀每一塊有三個階梯，兩塊加起來可以拼成一個大的階梯。每個階梯長2.5cm。

插座模塊3高7.5cm，寬15cm。骨骼模塊2高2.5cm，骨骼為3D打印的肋骨。

空白模塊與動脈血管模擬模塊5共同組成一個模體塊，長45cm，寬15cm，高2.5cm。

(分辨率測試模塊、動脈血管模塊除了分辨率測試卡、血管部分其余地方都是空白模塊)

U型塊4為長20cm，寬15cm。

由U型塊做底座，其他模塊疊放而成，順序由下到上為；U型塊、插座模塊、階梯模塊、骨骼模塊。

本發明可測試數字減影血管造影技術(DSA)系統常規，模擬血管及其病灶和肋骨，并能進行分辨率、均勻度、減形效果、配準精度測試。

如圖3(a)-圖3(c)所示，骨骼模塊中的骨骼為肋骨仿真體，使用3D打印技術獲得，為20cm×20cm×2.5cm，使用可進行減影。

階梯模塊如圖2所示，每個階梯2.5cm，共6個階梯，可疊成20cm×20cm×7.5cm塊，和插座模塊一起可模擬人體。階梯模塊圖像用于檢測系統的空氣比釋動能率、對比度均勻性、動態范圍、減影偽影。

插座模塊如圖4所示，為20cm×20cm×7.5cm，其上有15cm×20cm×2.5cm狹槽。

如圖5所示，標記模塊，為一20cm×15cm×2.5cm的水玻璃板，在其的左上角有一個邊長缺角以用來確定該模塊的正確擺放位置，在其表面距離每一邊1cm的長度都有一條鉛線嵌入交叉成“井”字形作為標記，以用來基準影像準確減影。標記模塊與分辨率測試模塊一同插入插座模塊，用以校準儀器。

如圖6所示，分辨率測試模塊，為一20cm×15cm×2.5cm的水玻璃板，在其的左上角有一個邊長1cm的缺角以用來確定該模塊的正確擺放位置，并在其正面以表面中心為圓心有一個直徑為9cm的圓形淺槽，用來校準確定位置粘貼0.05mmPb，0.6Lp/mm的星形測試卡(型號JD-B 2度)。

如圖7所示，動脈血管模擬模塊，模塊尺寸45×15×2.5cm，對比劑可以填入0.1cm、0.2cm、0.4cm管徑動脈血管仿真凹槽部分。每條仿真動脈能夠模擬動脈瘤和動脈狹窄。仿真動脈對比劑(脂溶性對比劑碘化油)濃度分別為25％、50％、75％，碘濃度為15mg/ml。每條模擬動脈血管均包含一個直徑1cm的圓，每一個圓里包含不同的碘濃度，用于測量線性度，同時仿真動脈瘤，三個圓形的克碘濃度為150、300、600mg/ml。

如圖8(a)-8(b)所示，模塊仿真心臟冠狀動脈左前斜60°和右前斜30°的投影形狀，凹槽雕刻在基板上(玻璃水基板)并將對比劑填入凹槽。模塊尺寸規格為：上端開口0.5cm，隨血管走形，直徑逐步減小，末端開口大小為0.05cm，為冠狀動脈造影最小血管開口。仿真冠狀動脈模塊中設置了阻塞仿真部分，阻塞位置設定為右支第一分支與左支第一分支，阻塞程度為25％、50％、75％三種情況。阻塞仿真材料為硬脂質材料。

如圖9所示，頸動脈模擬模塊為一20cm×15.2cm×5cm的水玻璃板，在其內部中心有一縱向直徑35mm的可拆分的一段帶有齒輪的水玻璃圓柱體6，(為使其內頸動脈模型多角度呈現，所以將圓柱體設計為可拆分結構，當需要不同角度的圖像時，可將圓柱體從水玻璃基體中抽出變換角度后在插入。齒輪起到固定作用。)水玻璃圓柱體6內部封閉一個9cm×3cm×2.5cm的3D頸動脈模型7，由3D打印機制作。該頸動脈模型的頸動脈竇部由頸總動脈到頸內動脈段使用硬脂質模仿出了25％、50％、75％三種情況的阻塞，并在其內壁存在粘貼的鋁片，以用來模仿斑塊，并且其內密封了造影劑。

該3D頸動脈模型的頸動脈壁厚度0.09cm，頸總動脈內徑為0.675cm，頸內動脈內經為0.55cm，頸外動脈內徑為0.5cm，頸動脈竇部內徑為0.7cm，頸動脈竇部長度為1cm，頸總動脈長度4.5cm，頸內動脈長度3cm，頸外動脈長度2cm，此模型厚度在2cm，因此該頸動脈模型尺寸大致為9cm×3cm×2cm。

如圖10所示，腎動脈模擬模塊(制作方式同心臟冠狀動脈模擬模塊，為按相應尺寸雕刻在水玻璃基板上的凹槽，使用對比劑填入沿血管走行的凹槽內模擬血管部分)。設置A、B兩組(3條/組)腎動脈模型血管。A組用以模仿動脈粥樣硬化病變，B組用以大動脈炎病變；每組中的三條模擬血管，分別設置25％、50％、75％的斑塊狹窄或動脈增厚阻塞，用以分別模仿輕、中、重三種不同程度的病變狀態。長度為5.0cm，碘濃度為15㎎/ml

每條模擬腎動脈血管的制作規格如下

①開口直徑為0.7cm。隨血管向下方走形，直徑逐步減小。

②設置末端開口大小為0.05cm，為腎動脈造影的最小血管寬度直徑

A組模仿腎動脈粥樣硬化引發的狹窄：狹窄通常發生于腎動脈近心端2cm處，而遠心端或分支極少受累，故將狹窄設計在開口2cm轉彎處，以外部嵌入阻塞的方式設計狹窄。B組模仿大動脈炎自起始部，以內部對稱附著的方式設計阻塞。

采用所述的一種適用于數字減影血管造影技術的質量檢測體模的檢測方法

在減影開始時，佩戴防護設備站在隔離板后面將動脈血管模擬模塊、心臟冠狀動脈模擬模塊、頸動脈模擬模塊或腎動脈模擬模塊勻速推入插座模塊內以達到減影效果。推動速度以結束減影時模塊完全進入插座模塊內為準。

動脈血管模擬模塊、心臟冠狀動脈模擬模塊、頸動脈模擬模塊、腎動脈模擬模塊、分辨率測試模塊可測試數字減影血管造影技術(DSA)系統常規，模擬血管及其病灶和肋骨，并能進行分辨率、均勻度、減形效果、配準精度測試。

空氣比釋動能率；將階梯模塊組合成20*20*7.5cm的均勻長方體，分辨率測試模塊的空白部分(分辨率測試模塊中圓形淺槽之外的空白部)插入插槽模塊并將上述長方體放置在插槽模塊上面組合成尺寸為20*20*15cm的均勻方體，將所述均勻方體水平放置在導管床上，并處于影像探測部件的視野中，模擬15cm的人體厚度；

將Baracuda X射線分析儀的多功能探頭放置于該均勻方體的頂端，并使射線探測面朝向球管方向；

將焦皮距SID設置為最大(120cm)，升高導管床，使多功能探頭盡可能靠近影像探測部件；

使用透視和采集模式分別進行曝光，根據所選擇曝光模式的影像探測器輸入視野FOV的不同分別曝光測量，將曝光條件如kV、mA、幀頻記錄清晰；讀取此次曝光的空氣比釋動能率；所選擇曝光模式下曝光產生的影像的數量，以測得的空氣比釋動能率除以影像的數量，得到每幅影像的空氣比釋動能率。

對比度均勻性及動態范圍：將階梯模塊組合成階梯，與骨骼模塊一起置于插座模塊內；階梯模塊的階梯和骨骼模塊中的骨與動脈血管模擬模塊的血管垂直；拍攝圖像后觀察穿過骨和階梯的血管影像是否均勻并觀察能看清的最細血管；移動動脈血管模擬模塊將空白模塊置于視野內，觀察所能看清的階梯數；階數越高越好；

減影偽影：將階梯模塊組合成20*20*15cm的均勻方體，模擬15cm的人體厚度；將骨骼模塊和動脈血管模擬模塊置于階梯模塊上；減影模式下獲得蒙片和被減影影像，即用自身影像進行減影，只應該有系統噪聲；觀察影像中是否可見圓孔的邊緣，如果有則表明成像系統存在不穩定因素。

上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。