專利名稱：彈性成像激勵裝置及系統的制作方法
技術領域：
彈性成像激勵裝置及系統
技術領域：
本發明涉及磁共振成像技術，特別是涉及一種彈性成像激勵裝置及系統。
背景技術：
彈性(或硬度)是人體組織物理性質中一種重要的機械力學參數。生物組織的彈性模量或硬度依賴于其分子組成以及相應的微觀組織結構，與其生物學特性緊密相關。生物組織的彈性變化常與病理現象緊密相關，病變組織和正常組織往往存在彈性模量或硬度的差異，這種差異為臨床上疾病的診斷提供了重要的參考信息。彈性成像技術是近年來興起的診斷成像技術，以檢測生物組織彈性模量為目的，其基本原理是通過檢測對組織施加一定壓力前后的形變求解組織硬度。由于磁共振成像有極好的軟組織分辨、多種功能成像手段和無輻射傷害等優點，已成為當前最重要的臨床診斷手段之一。磁共振彈性成像(Magnetic Resonance Elastography,MRE)基本原理是基于·磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)技術檢測體內組織在外部激勵機械波作用下產生的質點位移，由此來推算被檢測組織的(剪切)彈性系數分布圖。傳統的成像方法，如超聲，CT，傳統MRI都不能提供組織生物力學方面的信息，而MRE作為一種新型的無創成像方法，能直觀顯示和量化人體內部組織彈性，并對組織的彈性成像，使“影像觸診”成為了可能，在乳腺癌檢測、肝硬化分期，動脈粥樣硬化斑塊、肌肉損傷、大腦疾病檢測、射頻消融等治療和監控方面具有重要意義。彈性成像激勵裝置主要采用氣動式，氣動式激勵裝置一般有主動驅動器和被動驅動器兩部分。主動驅動由低頻音頻功放設備(動圈揚聲器)提供聲波，聲波通過空氣傳播振動，需要通過密封的塑料軟管將振動傳導到被動驅動裝置，引起被動驅動的振動。這也導致了傳統的激勵裝置激勵頻率較低，只適用于檢測深部臟器，如肝、腎等，無法很好滿足醫療的需求。
實用新型內容基于此，有必要提供一種激勵頻率高的彈性成像激勵裝置。一種彈性成像激勵裝置，包括振動設備、傳動條及驅動器，所述傳動條為長條狀，所述驅動器通過所述傳輸管與所述振動設備連接，且所述驅動器具有磁兼容性。所述振動設備包括腔體、磁體、線圈及振動膜，所述腔體為具有開口端的盒體；所述磁體固定在所述腔體中；所述線圈安置在所述腔體中，并與磁體相互獨立；所述振動膜位于所述腔體的開口端并將腔體封閉，所述線圈緊貼所述振動膜。進一步地，所述傳動條為象牙板，所述象牙板為長條狀。進一步地，所述磁體為永久磁體。此外，還有必要提供一種激勵頻率高的彈性成像激勵系統。一種彈性成像激勵系統，其特征在于，包括信號模塊及激勵裝置，所述信號模塊產生控制信號并輸出，所述激勵裝置與所述信號模塊相連接，接收控制信號并發出激勵波；激勵裝置包括振動設備、傳動條及驅動器，所述傳動條為長條狀，所述驅動器通過所述傳輸管與所述振動設備連接，且所述驅動器具有磁兼容性。所述振動設備包括腔體、磁體、線圈及振動膜，所述腔體為具有開口端的盒體；所述磁體固定在所述腔體中；所述線圈安置在所述腔體中，并與磁體相互獨立；所述振動膜位于所述腔體的開口端并將腔體封閉，所述線圈緊貼所述振動膜。進一步地,所述傳動條為象牙板。進一步地，所述磁體為永久磁體。進一步地，所述信號模塊包括信號處理器及放大電路，所述信號處理器用于產生信號，并對所述控制信號進行調節；所述放大電路與控制信號處理器相連接，用于放大所述控制信號并輸出。上述彈性成像激勵裝置及系統中，在線圈上通電信號并與磁體發生相互作用，進而帶動振動膜，并最終將能量通過傳動條傳遞給驅動器，由驅動器在被激勵物體表面產生激勵用的剪切波，該彈性成像激勵裝置與傳統的激勵裝置相比，可以產生高頻率的激勵波，·并且可以調整輸入的電信號，使得激勵波頻率、幅度更為精確可控。
圖I為彈性成像激勵裝置示意圖；圖2為彈性成像激勵系統模塊圖；圖3為圖2所示信號模塊300的具體示意圖。
具體實施方式為了解決傳統的激勵裝置激勵頻率較低，只適用于檢測深部臟器，如肝、腎等，無法很好滿足醫療的需求的問題，提供一種激勵頻率高的彈性成像激勵裝置。請參閱圖1，一種彈性成像激勵裝置100，包括振動設備110、傳動條130及驅動器150，驅動器150通過傳動條130與振動設備110相連接。振動設備110包括腔體112、永久磁體114、線圈116及振動膜118。腔體112大致為盒體結構，具有開頭端(圖未標)及與開口端相對的封閉端，內部形成一空腔(圖未示)。永久磁體114和線圈116均設置在腔體112的空腔中，永久磁體114牢牢固定住，線圈116相對永久磁體114更靠近腔體112的開口端。永久磁體114與線圈116相互獨立，同時線圈116處于永久磁體114的磁場影響范圍內。振動膜118由彈性材料制成，位于腔體112的開口端并將腔體112封閉，線圈116與振動膜118緊貼。傳動條130的一端與振動膜118相連接，另一端與驅動器150相連接，驅動器150用于與被激勵物體相接觸，將激勵用的剪切波傳導給被激勵物體(圖未示)。工作時，被激勵物體，如被檢查者或仿體等，躺在磁共振設備200的檢查床210上，由檢查床210送入檢查倉230中。線圈116通上變化的電信號，由于電流的磁效應，與永久磁體114產生磁場的相互作用，線圈116產生振動，由于振動膜118與線圈116緊貼,故振動膜也隨之振動，并通過傳動條130傳遞給驅動器150，驅動器150在被激勵物體上產生激勵用的剪切波，使物體被激勵，并通過磁共振彈性成像技術對被激勵物體上感興趣的區域進行成像。[0023]上述彈性成像激勵裝置100中，在線圈116上通電信號并與永久磁體114發生相互作用，進而帶動振動膜118，并最終將能量通過傳動條130傳遞給驅動器150，由驅動器150在被激勵物體表面產生激勵用的剪切波，該彈性成像激勵裝置與傳統的激勵裝置相比，可以產生高頻率的激勵波，并且可以調整輸入的電信號，使得激勵波頻率、幅度更為精確可控。在傳導能量時，能量可以通過傳動條130直接傳導到驅動器150表面，或者，傳動條130可以為管狀結構，內部為空氣，能量通過氣動的方式到達驅動器150。為了更好的控制激勵波的精度，減少傳輸過程中的能量損失，傳動條130可以為長條形的象牙板，在動能傳輸的過程中，動能直接通過象牙板本身由振動膜118傳遞至驅動器150，能量損失小，同時能量傳遞速度快，并且保持了良好的精度。需要指出的是，永久磁體114也可以為其它形式的磁體，如電磁體等。永久磁體價格更低廉，更容易固定。請參閱圖2，還提供了一種彈性成像激勵系統，包括信號模塊300及激勵裝置100，信號模塊300與激勵裝置100相連接。信號模塊300產生控制信號并輸出給激勵裝置100，激勵裝置100接收控制信號并發出激勵波。激勵裝置100包括包括振動設備110、傳動條130及驅動器150，驅動器150通過傳動條130與振動設備110相連接。振動設備110包括腔體(圖2中未示)、永久磁體(圖2中未示)、線圈(圖2中未示)及振動膜(圖2中未示)。腔體大致為盒體結構，具有開頭端及與開口端相對的封閉端，內部形成一空腔。永久磁體和線圈均設置在腔體的空腔中，永久磁體牢牢固定住，線圈相對永久磁體更靠近腔體的開口端。永久磁體與線圈相互獨立，同時線圈處于永久磁體的磁場影響范圍內。振動膜由彈性材料制成，位于腔體的開口端并將腔體封閉，線圈與振動膜緊貼。傳動條130的一端與振動膜相連接，另一端與驅動器150相連接，驅動器150用于與被激勵物體相接觸，將激勵用的剪切波傳導給被激勵物體(圖未示)。工作時，被激勵物體，如被檢查者或仿體等，躺在磁共振設備的檢查床上，由檢查床送入檢查倉中。線圈通上由信號模塊輸出的控制信號，產生磁效應，與永久磁體產生磁場的相互作用，線圈產生振動，由于振動膜與線圈緊貼，故振動膜也隨之振動，并通過傳動條130傳遞給驅動器150，驅動器150在被激勵物體上產生激勵用的剪切波，使物體被激勵，并通過磁共振彈性成像技術對被激勵物體上感興趣的區域進行成像。在傳導能量時，能量可以通過傳動條130直接傳導到驅動器150表面，或者，傳動條130可以為管狀結構，內部為空氣，能量通過氣動的方式到達驅動器150。為了更好的控制激勵波的精度，減少傳輸過程中的能量損失，傳動條130可以為長條形的象牙板，在動能傳輸的過程中，動能直接通過象牙板本身由振動膜118傳遞至驅動器150，能量損失小，同時能量傳遞速度快，并且保持了良好的精度。需要指出的是，永久磁體也可以為其它形式的磁體，如電磁體等。永久磁體價格更低廉，、更容易固定。請參閱圖3，上述彈性成像激勵系統中，信號模塊300包括信號處理器310和放大電路330，信號處理器310與放大電路330相連接。信號處理器310用于產生控制信號，并對控制信號進行調節。放大電路，與信號處理器相連接，用于放大所述控制信號并輸出。在工作時，信號處理器310根據磁共振序列產生的觸發信號，產生頻率、相位、振幅都可以調節的正弦波信號，經過放大電路330放大后輸出。另外，由于磁共振彈性成像基于磁共振相位對比技術的特性，即在掃描脈沖序列中加入運動敏感梯度來檢測質子運動的信息，運動敏感梯度的周期須與外部振動的周期一致，即與上述激勵的剪切波周期一致。信號處理器310還用來接收磁共振成像序列中的同步觸發信號，使得產生的用于激勵的剪切波與磁共振成像序列中的運動敏感梯度同步，該步驟是磁共振彈性成像對比技術的關鍵。上述彈性成像激勵系統中，在線圈上通由信號模塊300產生的控制信號并與永久磁體發生相互作用，進而帶動振動膜，并最終將能量通過傳動條130傳遞給驅動器150，由驅動器150在被激勵物體表面產生激勵用的剪切波，該彈性成像激勵系統可以產生高頻率的激勵波，并且可以調整輸入的電信號，使得激勵波頻率、幅度更為精確可控。
·人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求1.一種彈性成像激勵裝置，其特征在于，包括 振動設備，所述振動設備包括 腔體，為具有開口端的盒體； 磁體，固定在所述腔體中； 線圈，安置在所述腔體中，并與磁體相互獨立 '及 振動膜，位于所述腔體的開口端并將腔體封閉，所述線圈緊貼所述振動膜； 傳動條，為長條狀，并且所述傳動條的一端與所述振動膜相連接 '及 驅動器，通過所述傳輸管與所述振動設備連接，所述驅動器具有磁兼容性。
2.根據權利要求I所述的彈性成像激勵裝置，其特征在于，所述傳動條為象牙板，所述象牙板為長條狀。
3.根據權利要求I所述的彈性成像激勵裝置，其特征在于，所述磁體為永久磁體。
4.一種彈性成像激勵系統，其特征在于，包括 信號模塊，所述信號模塊產生控制信號并輸出；及 激勵裝置，與所述信號模塊相連接，接收控制信號并發出激勵波，所述激勵裝置包括 振動設備，所述振動設備包括 腔體，為具有開口端的盒體； 磁體，固定在所述腔體中； 線圈，安置在所述腔體中，與磁體相互獨立 '及 振動膜，位于所述腔體的開口端并將腔體封閉，所述線圈緊貼所述振動膜； 傳動條，為長條狀，并且所述傳動條的一端與所述振動膜相連接 '及 驅動器，通過所述傳動條與所述振動設備連接，所述驅動器具有磁兼容性。
5.根據權利要求4所述的彈性成像激勵系統，其特征在于，所述傳動條為象牙板。
6.根據權利要求4所述的彈性成像激勵系統，其特征在于,所述磁體為永久磁體。
7.根據權利要求4所述的彈性成像激勵系統，其特征在于，所述信號模塊包括 信號處理器，用于產生信號，并對所述控制信號進行調節； 放大電路，與控制信號處理器相連接，用于放大所述控制信號并輸出。
專利摘要一種彈性成像激勵裝置，包括振動設備、傳動條及驅動器，所述傳動條為長條狀，所述驅動器通過所述傳輸管與所述振動設備連接，且所述驅動器具有磁兼容性。所述振動設備包括腔體、磁體、線圈及振動膜，所述腔體為具有開口端的盒體；所述磁體固定在所述腔體中；所述線圈安置在所述腔體中，并與磁體相互獨立；所述振動膜位于所述腔體的開口端并將腔體封閉，所述線圈緊貼所述振動膜。上述彈性成像激勵裝置中，在線圈上通電信號并與磁體發生相互作用，進而帶動振動膜，最終由驅動器在被激勵物體表面產生激勵用的剪切波，該彈性成像激勵裝置能產生高頻率的激勵波。同時還提供一種彈性成像激勵系統。
文檔編號G01R33/32GK202489951SQ20122006877
公開日2012年10月17日 申請日期2012年2月28日 優先權日2011年12月8日
發明者蔡葳蕤, 鄒超, 鄭海榮, 鐘耀祖, 黃文慧 申請人:中國科學院深圳先進技術研究院