專利名稱：一種彩色多普勒仿組織超聲體模系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聲學(xué)計(jì)量領(lǐng)域，尤其涉及一種用于檢定、校準(zhǔn)彩色多普勒超聲 診斷儀的體模系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
目前臨床上大量、廣泛應(yīng)用彩超作為醫(yī)用超聲的診斷設(shè)備，而對(duì)于彩超設(shè)備的定性評(píng)價(jià)、定期檢測主要包括功率檢測和圖像檢測。其中功率檢測主要 是探頭輸出聲強(qiáng)的檢測；圖像檢測主要包括盲區(qū)、縱向分辨力、橫向分辨力、對(duì)比度評(píng)價(jià)等。功率檢測主要是利用超聲功率計(jì)來測量，圖像檢測則利用仿組織超聲體模 進(jìn)行檢測。醫(yī)用超聲診斷設(shè)備經(jīng)過近十幾年的發(fā)展，升級(jí)換代很快，目前彩超設(shè)備大量使用。彩超設(shè)備除了能提供黑白B超提供的位置圖像信息外，還利用 多普勒等原理增加了血流識(shí)別、諧波造影等諸多功能，從而獲得了更多的動(dòng)態(tài) 信息。如獲得血液流速、血流方向等信息，為臨床診斷提供了保障。而作為圖像檢測只用的仿組織超聲體模，我國的研究始于20世紀(jì)80年代， 目前計(jì)量部門使用的仿組織超聲體模就是當(dāng)時(shí)研究制成的，其檢定對(duì)象是基于 黑白B超設(shè)備。該體模僅能評(píng)價(jià)定位精度、分辨力等靜態(tài)信息，但是根本無法 評(píng)價(jià)血流方向、血流流速等動(dòng)態(tài)信息，已遠(yuǎn)不能滿足目前主流彩超設(shè)備的日常 檢定需要。國內(nèi)計(jì)量部門和相關(guān)醫(yī)學(xué)單位都急需針對(duì)目前彩超設(shè)備的多普勒仿組織超聲體模。本發(fā)明所描述的彩色多普勒仿組織超聲體模是一種完全不同于 以往超聲體模的新體模。彩色多普勒仿組織超聲體模中的諸多量與計(jì)量緊密相關(guān)。該體模中的材料主要由^f方人體纟且織才才泮牛(TMM-Tissue Mimicking Material)和i方血'液液體 (BMF-Blood Mimicking Fluid)組成。上述兩種材料的聲學(xué)及其它參數(shù)都必須 滿足相關(guān)的IEC標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中仿人體組織模型的的結(jié)構(gòu)和功能的不完備性， 根據(jù)彩超的特性，設(shè)計(jì)了基于彩色多普勒的仿組織超聲體模。該體模設(shè)備主要 由三部分組成仿人體組織材料、仿血液液體和流速控制裝置。該體模通過流 速控制裝置，提供平穩(wěn)的、已知流速的液體循環(huán)，與彩超設(shè)備中的血流速度測 量結(jié)果相比較，給出該彩超設(shè)備此項(xiàng)功能的性能評(píng)價(jià)。本發(fā)明設(shè)計(jì)出了一種檢 定、校準(zhǔn)彩超設(shè)備中動(dòng)態(tài)血流功能的體模設(shè)備。 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的內(nèi)容為， 一種彩色多普勒仿組織超聲體模系統(tǒng)，所述體模系統(tǒng)包括， (1)仿組織體模單元； (2 )仿血液液體； (3)液體流速控制單元；所述的仿組織體模單元包括仿組織體模和仿血管通道，所述的仿血管通道 設(shè)置在仿組織體模的內(nèi)部；所述的仿血液液體注入所述仿血液通道中；所述的 液體流速控制單元包括液體控制裝置和液體流量測量裝置，用于控制仿血液液體的流速、方向，并進(jìn)行流量讀取。為了適應(yīng)不同的彩超儀器操作軟件中關(guān)于多普勒角度的設(shè)置，需要制作一 定形狀的仿組織體模。并在體模中植入若干不同內(nèi)徑的仿血管通道，以模仿人 體中不同深度、不同內(nèi)徑的血管。而在使用彩超設(shè)備測定人體內(nèi)血流速度時(shí)，聲束和血流方向的夾角e被稱 為多普勒角度，如圖2所示。實(shí)際應(yīng)用中的多普勒角度跟方法中設(shè)置的多普勒 角度是否一致，對(duì)于測量結(jié)果具有非常明顯的影響。為了適應(yīng)不同儀器的測量 方法軟件設(shè)置、不同操作人員的操作習(xí)慣，本發(fā)明中的體模設(shè)計(jì)了具有兩個(gè)斜坡結(jié)構(gòu)。斜坡與水平面的夾角為ocl和cc2，如圖3a所示。能同時(shí)提供較大和較 小的兩種多普勒角度。同時(shí)為了能提供外周血管和內(nèi)部血管的環(huán)境，為了能模 擬大血管和小血管，仿組織體模的尺寸必須足夠大， 一般長度大于30cm,高度大 于15cm。即，所述的仿組織體模上表面具有兩個(gè)斜面結(jié)構(gòu)，且所述兩個(gè)斜面與水平 面的內(nèi)夾角分別為al和a2;所述兩個(gè)斜面與水平面的內(nèi)夾角al: a2>=2. 5: 1。同時(shí)所述的仿組織體模上表面可具有一個(gè)平面結(jié)構(gòu)；優(yōu)點(diǎn)在于在體模中通 過布置不同傾斜角度的仿血管通道，模擬不同流向的血管。實(shí)際應(yīng)用中只需使 探頭與該上表面垂直即可，使用方便可靠。所述仿血管通道為一組液體通道，設(shè)置在仿組織體模中，且橫向貫穿整個(gè) 仿組織體模；所述仿血管通道布置在所述仿組織體模縱向高度的下1/4 ~ 3/4處。 且在每一個(gè)液體通道的兩端設(shè)置有連接頭。所述仿血管通道具有不同的內(nèi)徑，且通道數(shù)量至少為2條。當(dāng)仿組織體模上表面為平面結(jié)構(gòu)時(shí)，內(nèi)部布置的每條仿血管通道與水平面 設(shè)置有夾角，夾角范圍為10°~70°。本發(fā)明中體模的材質(zhì)需要符合主要聲學(xué)參數(shù)IEC 61685-2001中的相關(guān)規(guī)定。 所述仿組織體模單元中的仿組織體模為水、瓊脂、甘油、金屬粉顆粒的混合物； 所述仿血管通道為具有不同內(nèi)徑的硅膠管。本發(fā)明中所應(yīng)用的仿血液液體需要符合一定的物理和聲學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。所述仿血 液液體為水、甘油、尼龍粉、右旋糖酐和表面活性劑的混合物。本發(fā)明所述液體流速控制單元包括(1) 液體控制裝置，包括蠕動(dòng)泵和一組單泵頭；(2) 阻尼裝置，所述阻尼裝置用于消除液體的高頻脈動(dòng)；(3) 液體流量測量裝置，包括一組流量計(jì)，用于即時(shí)獲取流量信息； 所述仿血液液體在蠕動(dòng)泵的驅(qū)動(dòng)下，通過一組單泵頭，注入所述阻尼裝置中，之后將仿血液液體注入仿組織體模中，流經(jīng)仿組織體模后的仿血液液體通 過液體流量測量裝置測定流速。所述單泵頭的結(jié)構(gòu)如圖4a、 4b所示，其通過旋轉(zhuǎn)，對(duì)置于空間中的軟管實(shí) 現(xiàn)機(jī)械擠壓，從而實(shí)現(xiàn)液體驅(qū)動(dòng)。單泵頭有三個(gè)擠壓柱，旋轉(zhuǎn)一周將對(duì)軟管實(shí) 現(xiàn)三次擠壓，其輸出液流的脈動(dòng)較大。為了減小泵頭輸出液流的低頻脈動(dòng)，本發(fā)明釆用等相位差組合泵頭， 一方面提高了輸出能力，另一方面減弱了輸出液流的脈動(dòng)，使得輸出液體更加平穩(wěn)。所述單泵頭的數(shù)量至少為2個(gè)。所述液體流速控制單元中還包括至少1個(gè)阻尼裝置。阻尼裝置結(jié)構(gòu)其由一 密閉腔體、 一個(gè)出口、 一個(gè)進(jìn)口組成。運(yùn)行時(shí)腔體中保持一定的液位高度，保 持一定的液體空氣比例。單泵頭輸出的液流在消除了低頻脈動(dòng)后，仍有一部分高頻脈動(dòng)，如圖4d所示。當(dāng)入口的液體有較弱的高頻脈動(dòng)時(shí)，由于腔體中密閉 空氣的緩沖作用，在出口處的液流脈動(dòng)會(huì)得到顯著的改善。在實(shí)際應(yīng)用中，可 以根據(jù)脈動(dòng)改善情況，適當(dāng)?shù)卦黾用}動(dòng)阻尼器的個(gè)數(shù)，以期獲得符合要求的穩(wěn) 定液流。該阻尼器位于單泵頭的輸出端與體模輸入端之間，如圖1中所示位置。 所述一組流量計(jì)采用串連方式，且至少包括2個(gè)流量計(jì)，所述的流量計(jì)為 玻璃浮子流量計(jì)。根據(jù)本發(fā)明一種設(shè)計(jì)彩色多普勒仿組織超聲體模系統(tǒng)方法，其特征在于， 所述方法中包括，(1)構(gòu)建仿組織體模單元步驟包括制造仿組織體模和仿血管通道過程； (2 )制造仿血液液體步驟；(3 )連接液體流速控制單元步驟包括設(shè)計(jì)和連接液體控制裝置和液體流 量測量裝置過程；所述方法將所述仿血液液體在液體流速控制單元的驅(qū)動(dòng)下，將仿血液液體 注入仿組織體模中，流經(jīng)仿組織體模后的液體通過液體流量測量裝置完成測定 流速的過程。具體的應(yīng)用中，所述構(gòu)建仿組織體模單元步驟包括，(1) 仿組織體模制作過程a,制作仿人體組織材料，將水、瓊脂、甘油、金屬粉顆?；旌衔锘旌希?進(jìn)行攪拌并加熱，溫度為90攝氏度后保持1小時(shí)以上，后自然冷卻至約42。后 〉免〉主而成;b，構(gòu)建仿組織體模，利用仿人體組織材料，制作出體模上表面具有兩個(gè)斜 面結(jié)構(gòu)或上表面為平面結(jié)構(gòu)；制作所述具有兩個(gè)斜面結(jié)構(gòu)時(shí)，所述兩個(gè)斜面與水平面的內(nèi)夾角分別為od 和a2。(2) 仿血管通道制作過程a,制作仿血管通道，利用仿人體組織材料，制作一組仿血管通道；b，搭建仿血管通道，將一組仿血管通道設(shè)置在仿組織體模中，且橫向貫穿整個(gè)仿組織體模；且在每一個(gè)液體通道的兩端設(shè)置有連接頭；制作所述平面結(jié)構(gòu)型體模時(shí)，其所述內(nèi)部仿血管通道分別具有10。 70°的傾斜角度。具體的應(yīng)用中，所述制造仿血液液體步驟包括，仿血液液體是由基于水的混合溶液經(jīng)過攪拌、90^ira濾網(wǎng)過濾、〈750 mmHg低 壓下除氣等工藝后獲得。具體的應(yīng)用中，所述連接液體流速控制單元步驟包括，a，制作液體控制裝置，將蠕動(dòng)泵和一組單泵頭作為液體控制裝置，用于減弱輸出液流的脈動(dòng)；b,設(shè)計(jì)阻尼裝置，所述阻尼裝置用于消除液體的高頻脈動(dòng)；c，設(shè)計(jì)液體流量測量裝置，利用一組流量計(jì)作為測量裝置，用于即時(shí)獲取流量信息；所述仿血液液體在蠕動(dòng)泵的驅(qū)動(dòng)下，通過一組單泵頭，注入所述阻尼裝置 中，之后將仿血液液體注入仿組織體模中，流經(jīng)仿組織體才莫后的液體通過液體 流量測量裝置測定流速。在所述構(gòu)建仿組織體模單元步驟中， 所述兩個(gè)斜面與水平面的內(nèi)夾角al: oc2>=2. 5: 1。所述仿血管通道布置在所述仿組織體?？v向高度的下1/4-3/4處；所述一 組仿血管通道具有不同的內(nèi)徑，且通道數(shù)量至少為2條。在所述連接液體流速控制單元步驟中，在所述的液體控制裝置中的一組單泵頭采用等相位差組合方式連接組合； 用于提高輸出能力并減少液流脈動(dòng)；且所述單泵頭的數(shù)量至少為2個(gè)； 所述液體流速控制單元中包括至少1個(gè)阻尼裝置；所述一組流量計(jì)采用串連方式，且至少包括2個(gè)流量計(jì)，所述的流量計(jì)為 玻璃浮子流量計(jì)。在具體的體模制作中，所述仿人體組織材料需要滿足以下技術(shù)指標(biāo)聲速 (1540 ± 15 ) m s —1衰減 (0. 5 ± 0. 05 ) x 10 — 4 x f dB m — 1 Hz —1背向散射系數(shù)(1 — 4) x 10 -28 x f 4 m —1 Hz-4 sr —1在具體的仿血液的設(shè)計(jì)中，所述仿血液液體需要滿足聲學(xué)及物理參數(shù)如下聲速(1570 ± 30) m s _1 密度(1050 ± 40) kg itT3 聲阻抗由密度和聲速?zèng)Q定背向散射系數(shù)(1 10) x 10 -31 x f 4 m-1 Hz" sr —1 聲衰減(<0. 1) x 10-4 x f dB irf1 Hz-1 粘度(4 ± 0. 4) x 10 -3 Pa s)由于目前醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中廣泛、大量使用的彩超設(shè)備，然而血流動(dòng)態(tài)性能無法 評(píng)估，發(fā)明了該體模。本發(fā)明設(shè)計(jì)的體模設(shè)備能夠模仿人體組織、人體血液、 血管等材料和裝置，并能提供穩(wěn)定的仿血液液體流。該體模設(shè)備操作方便、可 靠，能根據(jù)需要進(jìn)行啟?？刂?、方向控制和流速控制。非常適合于對(duì)現(xiàn)有彩超 設(shè)備中的血流動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行評(píng)估。人體中不同部位的血流速度測定對(duì)于臨床疾病診斷具有重要的作用。但是目前不同的B超設(shè)備、不同的操作人員所測出的血流速度差異很大，因此無法 提供可靠的診斷依據(jù)。該模塊的發(fā)明，將會(huì)為血流速度測定提供統(tǒng)一準(zhǔn)確的依 據(jù)，對(duì)于臨床診斷具有重要的意義。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是多普勒角度的示意圖，即聲束與血流方向夾角。 圖3a是本發(fā)明中設(shè)計(jì)的仿組織體模外輪廓、內(nèi)部管路示意圖。 圖3b，圖3c分別是該體模的正視圖和俯視圖的示意圖。 圖3d是本發(fā)明中平定面式仿組織體模的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4 a是本發(fā)明中應(yīng)用的單泵頭A，圖4 b是本發(fā)明中應(yīng)用的單泵頭B, 圖4 c是單泵頭A和B的等相位差組裝泵頭示意圖。 圖4d是采用本發(fā)明后，消除低頻液流脈動(dòng)效果示意圖。 圖5是本發(fā)明采用的用于消除高頻液流脈動(dòng)的阻尼裝置。 本發(fā)明具體的說明和上述附圖的說明請(qǐng)參見下述的具體實(shí)施方式
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具體實(shí)施方式
圖1是本發(fā)明設(shè)計(jì)的彩色多普勒超聲體模的示意圖。 一種彩色多普勒仿組織超聲體模系統(tǒng)，包括， (1)仿組織體模單元； (2 )仿血液液體； (3)液體流速控制單元；所述的仿組織體模單元包括仿組織體模和仿血管通道，所述的仿血管通道 設(shè)置在仿組織體才莫的內(nèi)部；所述的仿血液液體注入所述仿血液通道中；所述的 液體流速控制單元包括液體控制裝置和液體流量測量裝置，用于控制仿血液液 體的流速，方向，并進(jìn)行流量讀取。而本發(fā)明所述液體流速控制單元包括(1) 液體控制裝置，包括蠕動(dòng)泵和一組單泵頭；(2) 阻尼裝置，所述阻尼裝置用于消除液體的高頻脈動(dòng)；(3) 液體流量測量裝置，包括一組流量計(jì)，用于即時(shí)獲取流量信息； 本發(fā)明采用等相位差組合泵頭， 一方面提高了輸出能力，另一方面減弱了輸出液流的脈動(dòng)，使得輸出液體更加平穩(wěn)。如圖1所述，仿血液液體從仿血液液體儲(chǔ)存罐中提取，通過具有轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn) 向調(diào)節(jié)功能的的蠕動(dòng)泵的驅(qū)動(dòng)下，通過具有等相位差的并聯(lián)多泵頭，注入所述 消除液流脈動(dòng)的阻尼裝置中，之后將仿血液液體注入仿組織體模中的一組仿血 管通道中，流經(jīng)仿組織體^^莫后的仿血液液體通過液體流量測量裝置測定流速。圖3a是本發(fā)明中設(shè)計(jì)的仿組織體模的三維示意圖。該體模有兩個(gè)斜面。兩 個(gè)斜面與水平面的內(nèi)夾角分別為al〉 = 50。和a2〈 = 20°。內(nèi)部有四根不同內(nèi)徑的 ^方血管通道,該仿血管通道平4亍走向，內(nèi)徑分另'J為2 mm、 4 mm、 6 mm、 8mm， 通 道之間的間距足夠大。該四根通道的兩端為剛性連接頭，以便根據(jù)不同的需要 構(gòu)成所需要的液體流通道。圖3b、圖3c分別是該組織體模的正視圖和俯視圖示 意圖。圖3d是另外一種結(jié)構(gòu)的體模示意圖，其頂面是平面，內(nèi)部多個(gè)仿血管通 道跟頂面具有不同的傾斜角度。其所述內(nèi)部仿血管通道分別具有10。~70°的傾斜 角度。如夾角為10。、 20°、 30。、 40。、 50。、 60°、 70°。圖4c是本發(fā)明設(shè)計(jì)中采用的等相位差并聯(lián)泵頭示意圖。通過將多個(gè)泵頭進(jìn)行等相位差并聯(lián)連接，可以基本消除泵頭輸出液流中的低頻脈動(dòng)。圖示為將兩個(gè)泵頭進(jìn)行等相位差的并聯(lián)而成。而消除液流低頻脈動(dòng)的效果如圖4d所示。圖5是本發(fā)明采用的脈動(dòng)阻尼器，該阻尼器中的密封空氣能夠顯著消除液 體流中的高頻脈動(dòng)，使得液體流更加平穩(wěn)。其由一密閉腔體、 一個(gè)出口、 一個(gè) 進(jìn)口組成。運(yùn)行時(shí)腔體中保持一定的液位高度，保持一定的液體空氣比例。泵 頭輸出的液流在消除了低頻脈動(dòng)后，仍有一部分高頻脈動(dòng)，如圖4d所示。當(dāng)入 口的液體有較弱的高頻脈動(dòng)時(shí)，由于腔體中密閉空氣的緩沖作用，在出口處的 液流脈動(dòng)會(huì)得到顯著的改善。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)脈動(dòng)改善情況，適當(dāng)?shù)?增加脈動(dòng)阻尼器的個(gè)數(shù)，以期獲得符合要求的穩(wěn)定液流。該阻尼器位于泵頭的 輸出端與體模輸入端之間，如圖1中所示位置。上述技術(shù)方案只是本發(fā)明的一種實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言， 在本發(fā)明公開了應(yīng)用方法和原理的基礎(chǔ)上，很容易做出各種類型的改進(jìn)或變形， 而不僅限于本發(fā)明上述具體實(shí)施方式
所描述的方法，因此前面描述的方式只是 優(yōu)選地，而并不具有限制性的意義。
權(quán)利要求
1. 一種彩色多普勒仿組織超聲體模系統(tǒng)，其特征在于，所述體模系統(tǒng)包括，(1)仿組織體模單元；(2)仿血液液體；(3)液體流速控制單元；所述的仿組織體模單元包括仿組織體模和仿血管通道，所述的仿血管通道設(shè)置在仿組織體模的內(nèi)部；所述的仿血液液體注入所述仿血液通道中；所述的液體流速控制單元包括液體控制裝置和液體流量測量裝置，用于控制仿血液液體的流速，方向，并進(jìn)行流量讀取。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種彩色多普勒仿組織超聲體模系統(tǒng)，其特征在于， 所述的仿組織體模上表面具有兩個(gè)斜面結(jié)構(gòu)，且所述兩個(gè)斜面與水平面的內(nèi)夾角分別為ccl和a2 ;所述仿血管通道為一組液體通道，設(shè)置在仿組織體;f莫中，且橫向貫穿整個(gè) 仿組織體模；且在每一個(gè)液體通道的兩端設(shè)置有連接頭。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種彩色多普勒仿組織超聲體模系統(tǒng)，其特征在于， 所述的仿組織體模上表面具有 一個(gè)平面結(jié)構(gòu)；所述仿血管通道為一組液體通道，設(shè)置在仿組織體^t中，且橫向貫穿整個(gè) 仿組織體模；且在每一個(gè)液體通道的兩端設(shè)置有連接頭；且內(nèi)部布置的每條仿 血管通道與水平面設(shè)置有夾角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種彩色多普勒仿組織超聲體模系統(tǒng)，其特征在 于，所述仿血液液體為水、甘油、尼龍粉、右旋糖酐和表面活性劑的混合物。 所述仿組織體模單元中的仿組織體模為水、瓊脂、甘油、金屬粉顆粒的混合 物；所述仿血管通道為具有不同內(nèi)徑的硅膠管；所述兩個(gè)斜面與水平面的內(nèi)夾角al: oc2>=2.5: 1; 所述仿血管通道布置在所述仿組織體模縱向高度的下1/4 ~ 3/4處； 所述一組仿血管通道數(shù)量至少為2條。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種彩色多普勒仿組織超聲體模系統(tǒng)，其特征在于， 所述液體流速控制單元包括(1) 液體控制裝置，包括蠕動(dòng)泵和一組單泵頭；(2) 阻尼裝置，所述阻尼裝置用于消除液體的高頻脈動(dòng)；(3) 液體流量測量裝置，包括一組流量計(jì)，用于即時(shí)獲取流量信息； 所述仿血液液體在蠕動(dòng)泵的驅(qū)動(dòng)下，通過一組單泵頭，注入所述阻尼裝置中，之后將仿血液液體注入仿組織體模中，流經(jīng)仿組織體模后的仿血液液體通 過液體流量測量裝置測定流速。
6 .根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種彩色多普勒仿組織超聲體模系統(tǒng)，其特征在于， 在所迷的液體控制裝置中的一組單泵頭采用等相位差組合方式連接組合；用于提高輸出能力并減少液流脈動(dòng)；且所述單泵頭的數(shù)量至少為2個(gè)； 所述液體流速控制單元中包括至少1個(gè)阻尼裝置；所述一組流量計(jì)采用串連方式，且至少包括2個(gè)流量計(jì)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6 —種設(shè)計(jì)彩色多普勒仿組織超聲體模系統(tǒng)的方法，其特 征在于，所述方法中包括，(1)構(gòu)建仿組織體模單元步驟包括制造仿組織體模和仿血管通道過程； (2 )制造仿血液液體步驟；(3)連接液體流速控制單元步驟包括設(shè)計(jì)和連接液體控制裝置和液體流 量測量裝置過程；所迷方法將所述仿血液液體在液體流速控制單元的驅(qū)動(dòng)下，將仿血液液體 注入仿組織體模中，流經(jīng)仿組織體模后的液體通過液體流量測量裝置完成測定 流速的過程。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7 —種設(shè)計(jì)彩色多普勒仿組織超聲體模系統(tǒng)的方法，其特征 在于，所述構(gòu)建仿組織體模單元步驟包括， (1 )仿組織體模制作過程a, 制作仿人體組織材料，將水、瓊脂、甘油、金屬粉顆?；旌衔锘旌?，后 進(jìn)行攪拌并加熱，溫度為90攝氏度后保持1小時(shí)以上，后自然冷卻至約42°后 免注而成；b, 構(gòu)建仿組織體模，利用仿人體組織材料，制作出體模上表面具有兩個(gè)斜 面結(jié)構(gòu)或上表面為平面結(jié)構(gòu)；制作所述具有兩個(gè)斜面結(jié)構(gòu)時(shí)，所述兩個(gè)斜面與水平面的內(nèi)夾角分別為al和a2;(2 )仿血管通道制作過程a, 制作仿血管通道，利用仿人體組織材料，制作一組仿血管通道；b, 搭建仿血管通道，將一組仿血管通道設(shè)置在仿組織體^f莫中，且橫向貫穿 整個(gè)仿組織體模；且在每一個(gè)液體通道的兩端設(shè)置有連接頭；制作所述平面結(jié)構(gòu)型體模時(shí)，其所述內(nèi)部仿血管通道分別具有10。~70。的傾 斜角度；所述制造仿血液液體步驟包括，仿血液液體是將基于水的混合溶液經(jīng)過攪拌、90^m濾網(wǎng)過濾，以及〈750 mmHg 低壓下除氣工藝后制得；所述連接液體流速控制單元步驟包括，a，制作液體控制裝置，將蠕動(dòng)泵和一組單泵頭作為液體控制裝置，用于減 弱輸出液流的脈動(dòng)；b, 設(shè)計(jì)阻尼裝置，所述阻尼裝置用于消除液體的高頻脈動(dòng)；c, 設(shè)計(jì)液體流量測量裝置，利用一組流量計(jì)作為測量裝置，用于即時(shí)獲:f又 流量信息；所述仿血液液體在蠕動(dòng)泵的驅(qū)動(dòng)下，通過一組單泵頭，注入所述阻尼裝置 中，之后將仿血液液體注入仿組織體模中，流經(jīng)仿組織體才莫后的液體通過液體 流量測量裝置測定流速。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種設(shè)計(jì)彩色多普勒仿組織超聲體模系統(tǒng)的方 法，其特征在于，在所述構(gòu)建仿組織體模單元步驟中，所述兩個(gè)斜面與水平面的內(nèi)夾角ocl: oc2>=2. 5: 1; 所述仿血管通道布置在所述仿組織體?？v向高度的下1/4 ~ 3/4處；在所述連接液體流速控制單元步驟中，在所述的液體控制裝置中的一組單泵頭采用等相位差組合方式連接組合； 用于提高輸出能力并減少液流脈動(dòng)；且所述單泵頭的數(shù)量至少為2個(gè)；所述液體流速控制單元中包括至少1個(gè)阻尼裝置；所述一組流量計(jì)采用串連方式，且至少包括2個(gè)流量計(jì)，所述的流量計(jì)為 玻璃浮子流量計(jì)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7-9之一所述的一種設(shè)計(jì)彩色多普勒仿組織超聲體模系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述仿人體組織材料需要滿足以下技術(shù)指標(biāo)聲速 (1540 ± 15) m s —1衰減 (0. 5 ± 0. 05 ) x l(T4 x f dB m — 1 Hz一1背向散射系數(shù)(1-4) x 10 —28 x f 4 m — 1 Hz — 4 sr —1所述仿血液液體需要滿足聲學(xué)及物理參數(shù)如下 聲速(1570 ± 30) m s _1密度(1050 ± 40) kg m —3 聲阻抗由密度和聲速?zèng)Q定背向散射系數(shù)(1 ~10) x 10 -31 x f 4 m-1 Hz" sr — 聲衰減(<0. 1 ) x l(T4 x f dB nf1 Hz — 1 粘度(4 ± 0.4) x 10 -3 Pa s)
全文摘要
本發(fā)明為一種彩色多普勒仿組織超聲體模系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法，涉及一種用于檢定、校準(zhǔn)彩色多普勒超聲診斷儀的體模系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法。包括仿組織體模單元；仿血液液體和液體流速控制單元；仿組織體模單元包括仿組織體模和仿血管通道，仿血管通道設(shè)置在仿組織體模的內(nèi)部；仿血液液體注入所述仿血液通道中；液體流速控制單元包括液體控制裝置和液體流量測量裝置，用于控制仿血液液體的流速，方向，并進(jìn)行流量讀取。本發(fā)明設(shè)計(jì)的體模設(shè)備能夠模仿人體組織、人體血液、血管等材料和裝置，并能提供穩(wěn)定的仿血液液體流。該體模設(shè)備操作方便、可靠，能根據(jù)需要進(jìn)行啟?？刂?、方向控制和流速控制。非常適合于對(duì)現(xiàn)有彩超設(shè)備中的血流動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行評(píng)估。
文檔編號(hào)A61B8/06GK101249004SQ20081010290
公開日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2008年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者巖 朱, 平 楊, 邊文萍 申請(qǐng)人:中國計(jì)量科學(xué)研究院