[发明专利]用于磁共振的仿生心脏动态体模、控制方法及检测方法

说明书

本发明公开了一种用于磁共振的仿生心脏动态体模、控制方法及检测方法，包括仿生心脏体模、控制系统、正压装置和负压装置；仿生心脏体模包括水箱，以及设置在水箱内的心脏体模，心脏体模通过四根气管与控制系统连接；控制系统包括防磁控制装置和控制端PC，防磁控制装置由测控驱动模块、四个流量比例阀、电源模块和磁屏蔽箱组成；正压装置包括气体、气瓶和减压阀，分别连接于控制系统的两个进气接口；负压装置包括真空泵和负压容器，负压容器通过气管连接于控制系统的两个出气接口。本发明能够模拟人体心脏解剖结构和运动特性，具有正常心脏和典型的心脏疾病的标准模型，并同步输出ECG信号，适用于磁共振成像质量检测与评价。

技术领域

本发明属于数字诊疗装备质量控制标准化技术领域，具体涉及一种用于磁共振的仿生心脏动态体模、控制方法及检测方法。

背景技术

医用磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)设备作为先进的医学影像诊断设备之一，在脑、心脏、肺部、腹部、血管和骨骼等方面的检查越来越具有优势，尤其如功能磁共振成像(fMRI)、MR心脏功能成像、MR血管造影成像(MRA)和MR频谱成像(MRSI)等高级成像技术的临床应用。然而，近年来随着MRI临床应用软件自动智能辅助诊断与治疗功能在临床的广泛应用，一方面由于相关软件的价格已临近整个MRI设备价格的50％，逐渐颠覆了传统医疗设备质量控制范围的界定；另一方面由于对其潜在的风险和临床应用质量问题认识不足，在应用中出现安全隐患、引发医疗事故、造成患者或操作人员伤害的案例也屡见不鲜。如何开展MRI临床应用软件的质量控制，降低临床应用风险，提高医院医疗质量、综合效益与安全，已逐渐成为MRI设备生产厂家和医疗卫生机构广泛关注的问题。

MRI设备质量控制的最终目的是在获得充分满足诊断要求的优质图像的同时，使风险和成本降到最低。目前，美国医学物理学家协会(American Association ofPhysicists in Medicine,AAPM)和美国放射学会(American College of Radiology,ACR)等针对MRI质量控制制定的相关标准及性能测试体模，包括美国体模实验室的MagphanANDI、SMR100/170体模和ACR体模，两种静态体模能够实现MRI设备包括信噪比(SNR)、图像的均匀性、空间线性、空间分辨力、层厚、纵横比和磁场均匀性等硬件物理性能指标的检测和评价。但国内外对MRI高级成像功能临床应用软件的质量控制尚处在理论研究和实验测试阶段，尤其缺乏动态脏器、流动血液等方面的体模，以用于心脏功能和血管病变相关功能成像临床应用软件的质量控制和安全评价。

因此，有必要开发一种新的用于磁共振的仿生心脏动态体模、控制方法及检测方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于磁共振的仿生心脏动态体模及其控制方法，能模拟人体心脏解剖结构和运动特性，具有正常心脏和典型的心脏疾病的标准模型，并同步输出ECG信号，能适用于磁共振成像质量检测与评价。

本发明所述的用于磁共振的仿生心脏动态体模，包括仿生心脏体模、控制系统、负压装置和正压装置；

所述仿生心脏体模包括水箱，以及设置在水箱内的心脏体模；所述心脏体模具有四个腔室，分别为左心房腔、右心房腔、左心室腔和右心室腔，其中，左心房腔通过单向阀与左心室腔连接，右心房腔通过单向阀与右心室腔连接；

所述控制系统包括防磁控制装置和控制端PC；所述防磁控制装置包括磁屏蔽箱，设置在磁屏蔽箱内的测控驱动模块、四个流量比例阀和电源模块，以及设置在磁屏蔽箱15上的Ai1接口、Ai2接口、Vo1接口、Vo2接口、Ai1′接口、Ai2′接口、Vo1′接口、Vo2′接口、J1接口、J2接口和ECG接口；

所述测控驱动模块包括多通道IO接口、微处理系统和ECG输出模块；所述微处理系统通过多通道IO接口分别与四个流量比例阀、ECG输出模块和负压装置连接，对四个流量比例阀和真空泵发送对应的控制信号，同步对ECG输出模块发送心电模拟信号，并实时采集四个流量比例阀的反馈信号；