本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)設(shè)備設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及一種心臟動態(tài)模擬裝置。

背景技術(shù)：

CT(Computed tomography計算機斷層掃描設(shè)備)是一種使用X射線和探測器進行圖像重建的設(shè)備，通過對被掃描物體進行數(shù)據(jù)重建，得到物體的三維數(shù)據(jù)。由于圖像重建需要一定的時間，若被測物體在此時間內(nèi)發(fā)生移動，則會產(chǎn)生圖像偽影，嚴重影響圖像的成像質(zhì)量。隨著CT探測器層數(shù)的增多和轉(zhuǎn)速的提高，對被檢測物體一段時間內(nèi)的位置變動的要求逐漸降低，因而可以進行心臟圖像的重建和對心臟疾病(例如：冠心病)的診斷。

然而，由于受制于CT探測器層數(shù)和轉(zhuǎn)速的限制，導(dǎo)致在一個或數(shù)個掃描周期內(nèi)(時間很短)，心臟發(fā)生跳動，從而造成圖像偽影，為解決此問題，需要進行合適的算法處理。

此算法的獲得和優(yōu)化需要進行反復(fù)的測試，然而CT是有一定輻射劑量的設(shè)備，若使用正常人體進行測試，則測試者必須承受高劑量的輻射，此輻射對人體具有很大的破壞性。故而，若使用機器代替人體，則可使人體免于輻射傷害，同時能夠進行反復(fù)測試，從而可以獲得和優(yōu)化針對心臟的圖像重建算法。

由于能夠可靠掃描心臟的功能為CT的新功能，國內(nèi)外并沒有非常合適的解決辦法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種心臟動態(tài)模擬裝置，以滿足CT心臟掃描功能測試的需求，模擬心臟跳動進而進行圖像重建算法的開發(fā)和優(yōu)化。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種心臟動態(tài)模擬裝置，其包括電機模塊、旋轉(zhuǎn)模塊、支撐塊和傳感器模塊，所述支撐塊與外界支架連接，所述電機模塊 和傳感器模塊均與所述支撐塊固定連接，所述旋轉(zhuǎn)模塊與所述電機模塊連接，并隨所述電機模塊中輸出軸的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，所述傳感器模塊用于在所述旋轉(zhuǎn)模塊轉(zhuǎn)動到相應(yīng)位置時向外界發(fā)出脈沖信號。

進一步的，所述電機模塊包括驅(qū)動電機、轉(zhuǎn)動軸和電機支架，所述驅(qū)動電機固定設(shè)置于所述電機支架上，所述電機支架與所述支撐塊固定連接，所述旋轉(zhuǎn)模塊通過所述轉(zhuǎn)動軸與所述輸出軸連接。

進一步的，所述支撐塊為一環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動軸的一端與所述輸出軸連接，另一端穿過所述環(huán)形結(jié)構(gòu)與所述旋轉(zhuǎn)模塊連接。

進一步的，所述旋轉(zhuǎn)模塊包括旋轉(zhuǎn)托板、心跳模擬轉(zhuǎn)子以及前、后旋轉(zhuǎn)支撐板，所述旋轉(zhuǎn)托板固定設(shè)置于所述后旋轉(zhuǎn)支撐板上，并與所述電機模塊連接，所述前、后旋轉(zhuǎn)支撐板分別用于固定所述心跳模擬轉(zhuǎn)子的兩端。

進一步的，所述心跳模擬轉(zhuǎn)子與所述電機模塊分別設(shè)置于所述后旋轉(zhuǎn)支撐板的兩側(cè)。

進一步的，所述心跳模擬轉(zhuǎn)子包括至少兩根旋轉(zhuǎn)棒，至少兩根所述旋轉(zhuǎn)棒的兩端均分別與所述前、后旋轉(zhuǎn)支撐板固定連接。

進一步的，所述旋轉(zhuǎn)棒的數(shù)量為兩根，所述前、后旋轉(zhuǎn)支撐板均呈圓形，其圓心之間的連線與所述轉(zhuǎn)動軸及所述輸出軸均位于同一直線上，兩根所述旋轉(zhuǎn)棒相對于所述輸出軸的中軸線對稱設(shè)置。

進一步的，至少兩根所述旋轉(zhuǎn)棒采用相同或不同透射率的材料制成。

進一步的，所述傳感器模塊包括傳感器和傳感器支架，所述傳感器支架固定設(shè)置于所述支撐塊上，所述傳感器設(shè)置于所述傳感器支架上，所述傳感器用于在所述旋轉(zhuǎn)模塊轉(zhuǎn)動到相應(yīng)位置時向外界發(fā)出脈沖信號。

進一步的，所述心臟動態(tài)模擬裝置還包括控制系統(tǒng)，所述電機模塊與所述控制系統(tǒng)電信連接，所述控制系統(tǒng)控制所述電機模塊中的輸出軸轉(zhuǎn)動，進而帶動所述旋轉(zhuǎn)模塊進行變周期、間歇性或周期性旋轉(zhuǎn)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

為了定量分析心率、掃描速度、重建算法對冠狀動脈成像質(zhì)量的影響，本發(fā)明提供了一種心臟動態(tài)模擬裝置，能夠模擬心臟的跳動，代替人體進行心臟圖像重建算法的獲得和優(yōu)化，同時滿足設(shè)備圖像校正的需求。該心臟動態(tài)模擬 裝置使用變周期、間歇性或周期性運動的旋轉(zhuǎn)模塊作為心臟跳動的模擬裝置，以模擬相應(yīng)的心跳過程，同時，當旋轉(zhuǎn)模塊經(jīng)電機模塊驅(qū)動而轉(zhuǎn)動到相應(yīng)的位置時，傳感器模塊會發(fā)出脈沖信號，以此模擬接上電極的心臟輸出的脈沖信號。該心臟動態(tài)模擬裝置能夠準確模擬心臟跳動，同時能夠模擬心律不齊所帶來的脈沖輸出的不穩(wěn)定性，能夠替代人體進行心臟影像算法的建立和優(yōu)化，代替人體進行心臟影像的校正。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明：

圖1為本發(fā)明實施例提供的心臟動態(tài)模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的心臟動態(tài)模擬裝置在進行CT的心臟掃描測試時的結(jié)構(gòu)示意圖。

在圖1和圖2中，

1：驅(qū)動電機；2：傳感器；3：支撐塊；4：后旋轉(zhuǎn)支撐板；5：旋轉(zhuǎn)棒；6：前旋轉(zhuǎn)支撐板；7：輸出軸；8：旋轉(zhuǎn)托板；9：傳感器支架；10：轉(zhuǎn)動軸；11：電機支架；12：裝配體；13：接收器；14：CT床；15：CT機架。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的心臟動態(tài)模擬裝置作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。為便于說明，本發(fā)明實施例中所述的近端為支架輸送系統(tǒng)前進的前端，即遠離操作人員的一端，所述遠端為靠近操作人員的一端。

本發(fā)明的核心思想在于，提供一種心臟動態(tài)模擬裝置，其能夠模擬心臟的跳動，代替人體進行心臟圖像重建算法的獲得和優(yōu)化，同時滿足設(shè)備圖像校正的需求。該心臟動態(tài)模擬裝置使用變周期、間歇性或周期性運動的旋轉(zhuǎn)模塊作為心臟跳動的模擬裝置，以模擬相應(yīng)的心跳過程，同時，當旋轉(zhuǎn)模塊經(jīng)電機模塊驅(qū)動而轉(zhuǎn)動到相應(yīng)的位置時，傳感器模塊會發(fā)出脈沖信號，以此模擬接上電 極的心臟輸出的脈沖信號。該心臟動態(tài)模擬裝置能夠準確模擬心臟跳動，同時能夠模擬心律不齊所帶來的脈沖輸出的不穩(wěn)定性，能夠替代人體進行心臟影像算法的建立和優(yōu)化，代替人體進行心臟影像的校正。

請參考圖1和圖2，圖1為本發(fā)明實施例提供的心臟動態(tài)模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的心臟動態(tài)模擬裝置在進行CT的心臟掃描測試時的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種心臟動態(tài)模擬裝置，其包括電機模塊、旋轉(zhuǎn)模塊、支撐塊3和傳感器模塊，所述支撐塊3與外界支架連接，所述外界支架可為固定結(jié)構(gòu)也可為活動結(jié)構(gòu)，所述電機模塊和傳感器模塊均與所述支撐塊3固定連接，所述旋轉(zhuǎn)模塊與所述電機模塊連接，并隨所述電機模塊中輸出軸7的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，當旋轉(zhuǎn)模塊經(jīng)電機模塊驅(qū)動而轉(zhuǎn)動到相應(yīng)的位置時，傳感器模塊會發(fā)出脈沖信號，旋轉(zhuǎn)模塊每轉(zhuǎn)一周傳感器模塊會發(fā)出一組脈沖信號，當旋轉(zhuǎn)模塊高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時，各組脈沖信號之間的時間間隔變小，代表心臟跳動速度變快，反之，當旋轉(zhuǎn)模塊低速旋轉(zhuǎn)時，各組脈沖信號之間的時間間隔變大，代表心臟跳動速度變慢，以此模擬接上電極的心臟輸出的脈沖信號。

進一步的，所述電機模塊包括驅(qū)動電機1、轉(zhuǎn)動軸10和電機支架11，所述驅(qū)動電機1固定設(shè)置于所述電機支架11上，所述電機支架11與所述支撐塊3固定連接，所述旋轉(zhuǎn)模塊通過所述轉(zhuǎn)動軸10與所述輸出軸7連接，所述電機支架11的設(shè)置使所述驅(qū)動電機1的工作更為穩(wěn)定。

在本實施例中，所述支撐塊3為一環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動軸10的一端與所述輸出軸7連接，另一端穿過所述環(huán)形結(jié)構(gòu)與所述旋轉(zhuǎn)模塊連接，利用支撐塊3的環(huán)形結(jié)構(gòu)設(shè)置能夠使驅(qū)動電機1及轉(zhuǎn)動軸10的工作更為穩(wěn)定。

進一步的，所述旋轉(zhuǎn)模塊包括旋轉(zhuǎn)托板8、心跳模擬轉(zhuǎn)子以及前、后旋轉(zhuǎn)支撐板6、4，所述旋轉(zhuǎn)托板8固定設(shè)置于所述后旋轉(zhuǎn)支撐板4上，并與所述電機模塊中的轉(zhuǎn)動軸10連接，所述前、后旋轉(zhuǎn)支撐板6、4分別用于固定所述心跳模擬轉(zhuǎn)子的兩端，所述心跳模擬轉(zhuǎn)子能夠通過其變周期、間歇性或周期性的轉(zhuǎn)動模擬心跳的過程。

在本實施例中，所述心跳模擬轉(zhuǎn)子與所述電機模塊分別設(shè)置于所述后旋轉(zhuǎn)支撐板4的兩側(cè)，以防止電機模塊的存在影響到所述心跳模擬轉(zhuǎn)子的工作。

進一步的，所述心跳模擬轉(zhuǎn)子包括至少兩根旋轉(zhuǎn)棒5，至少兩根所述旋轉(zhuǎn)棒5的兩端均分別與所述前、后旋轉(zhuǎn)支撐板6、4固定連接。在本實施例中，所述旋轉(zhuǎn)棒5的數(shù)量為兩根，所述前、后旋轉(zhuǎn)支撐板6、4均呈圓形，其圓心之間的連線與所述轉(zhuǎn)動軸10及所述輸出軸7均位于同一直線上，兩根所述旋轉(zhuǎn)棒5相對于所述輸出軸7的中軸線對稱設(shè)置，且兩根所述旋轉(zhuǎn)棒5采用不同透射率的材料制成，如一根旋轉(zhuǎn)棒5使用PMMA(有機玻璃)或者其他材料制作，另一根旋轉(zhuǎn)棒5使用ABS(工程塑料)或者其他材料制作，據(jù)此，兩根所述旋轉(zhuǎn)棒5在旋轉(zhuǎn)時總會經(jīng)過同一圓周上的某一個位置，所述傳感器模塊只需對準該位置進行探測便可在不同旋轉(zhuǎn)棒5經(jīng)過該位置時向外界發(fā)出不同的脈沖信號，以此模擬接上電極的心臟輸出的脈沖信號。

進一步的，所述傳感器模塊包括傳感器2和傳感器支架9，所述傳感器支架9固定設(shè)置于所述支撐塊3上，所述傳感器2設(shè)置于所述傳感器支架9上，在本實施例中，所述后旋轉(zhuǎn)支撐板4與所述旋轉(zhuǎn)棒5接觸的部分上均開有便于傳感器2探測的孔洞，需要時旋轉(zhuǎn)托板8的對應(yīng)位置上也開有相同的孔洞，所述傳感器2只需位于電機模塊一例便可在不同旋轉(zhuǎn)棒5經(jīng)過某一位置時透過該孔洞探測到對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)棒5經(jīng)過了該位置，隨后便向外界發(fā)出相應(yīng)的脈沖信號。

進一步的，所述心臟動態(tài)模擬裝置還包括控制系統(tǒng)，所述電機模塊與所述控制系統(tǒng)電信連接，所述控制系統(tǒng)使用單片機、ARM、DSP或者FPGA進行搭建，通過燒錄到控制系統(tǒng)內(nèi)部的固件來控制所述電機模塊中的輸出軸7轉(zhuǎn)動，進而帶動所述旋轉(zhuǎn)模塊進行變周期、間歇性或周期性旋轉(zhuǎn)。

如圖2所示，在進行CT的心臟掃描測試時，將心臟動態(tài)模擬裝置置于一裝配體12中，所述裝配體12放置在CT床14的床板上，傳感器2的信號輸出線與接收器13相連接。測試時，只需打開控制系統(tǒng)上的開關(guān)，該心臟動態(tài)模擬裝置即會開始工作，當旋轉(zhuǎn)模塊旋轉(zhuǎn)到一定位置后，觸發(fā)傳感器2，傳感器2發(fā)出脈沖信號，該脈沖信號分兩路傳輸，一路脈沖信號傳輸?shù)剿隹刂葡到y(tǒng)中，另一路脈沖信號經(jīng)調(diào)理電路處理后傳輸?shù)浇邮掌?3，之后，接收器13將脈沖信號傳輸給CT的信號采集單元。

綜上所述，為了定量分析心率、掃描速度、重建算法對冠狀動脈成像質(zhì)量的影響，本發(fā)明實施例提供了一種心臟動態(tài)模擬裝置，能夠模擬心臟的跳動， 代替人體進行心臟圖像重建算法的獲得和優(yōu)化，同時滿足設(shè)備圖像校正的需求。該心臟動態(tài)模擬裝置通過控制系統(tǒng)控制作為心臟跳動的模擬裝置的旋轉(zhuǎn)模塊進行變周期、間歇性或周期性運動，以模擬相應(yīng)的心跳過程，同時，當旋轉(zhuǎn)模塊的心跳模擬轉(zhuǎn)子中的旋轉(zhuǎn)棒5經(jīng)驅(qū)動電機1中的輸出軸7驅(qū)動而轉(zhuǎn)動到相應(yīng)的位置時，傳感器模塊中的傳感器2便會發(fā)出脈沖信號，以此模擬接上電極的心臟輸出的脈沖信號。該心臟動態(tài)模擬裝置能夠準確模擬心臟跳動，同時能夠模擬心律不齊所帶來的脈沖輸出的不穩(wěn)定性，能夠替代人體進行心臟影像算法的建立和優(yōu)化，代替人體進行心臟影像的校正。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些改動和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。