專利名稱：彈性成像激勵(lì)裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
彈性成像激勵(lì)裝置及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁共振成像技術(shù)，特別是涉及一種彈性成像激勵(lì)裝置及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
彈性(或硬度)是人體組織物理性質(zhì)中一種重要的機(jī)械力學(xué)參數(shù)。生物組織的彈性模量或硬度依賴于其分子組成以及相應(yīng)的微觀組織結(jié)構(gòu)，與其生物學(xué)特性緊密相關(guān)。生物組織的彈性變化常與病理現(xiàn)象緊密相關(guān)，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(shù)是近年來(lái)興起的診斷成像技術(shù)，以檢測(cè)生物組織彈性模量為目的，其基本原理是通過(guò)檢測(cè)對(duì)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(wú)輻射傷害等優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)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(shù)檢測(cè)體內(nèi)組織在外部激勵(lì)機(jī)械波作用下產(chǎn)生的質(zhì)點(diǎn)位移，由此來(lái)推算被檢測(cè)組織的(剪切)彈性系數(shù)分布圖。傳統(tǒng)的成像方法，如超聲，CT，傳統(tǒng)MRI都不能提供組織生物力學(xué)方面的信息，而MRE作為一種新型的無(wú)創(chuàng)成像方法，能直觀顯示和量化人體內(nèi)部組織彈性，并對(duì)組織的彈性成像，使“影像觸診”成為了可能，在乳腺癌檢測(cè)、肝硬化分期，動(dòng)脈粥樣硬化斑塊、肌肉損傷、大腦疾病檢測(cè)、射頻消融等治療和監(jiān)控方面具有重要意義。彈性成像激勵(lì)裝置主要采用氣動(dòng)式，氣動(dòng)式激勵(lì)裝置一般有主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器和被動(dòng)驅(qū)動(dòng)器兩部分。主動(dòng)驅(qū)動(dòng)由低頻音頻功放設(shè)備(動(dòng)圈揚(yáng)聲器)提供聲波，聲波通過(guò)空氣傳播振動(dòng)，需要通過(guò)密封的塑料軟管將振動(dòng)傳導(dǎo)到被動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，引起被動(dòng)驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)。這也導(dǎo)致了傳統(tǒng)的激勵(lì)裝置激勵(lì)頻率較低，只適用于檢測(cè)深部臟器，如肝、腎等，無(wú)法很好滿足醫(yī)療的需求。

實(shí)用新型內(nèi)容基于此，有必要提供一種激勵(lì)頻率高的彈性成像激勵(lì)裝置。一種彈性成像激勵(lì)裝置，包括振動(dòng)設(shè)備、傳動(dòng)條及驅(qū)動(dòng)器，所述傳動(dòng)條為長(zhǎng)條狀，所述驅(qū)動(dòng)器通過(guò)所述傳輸管與所述振動(dòng)設(shè)備連接，且所述驅(qū)動(dòng)器具有磁兼容性。所述振動(dòng)設(shè)備包括腔體、磁體、線圈及振動(dòng)膜，所述腔體為具有開(kāi)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(dú)立；所述振動(dòng)膜位于所述腔體的開(kāi)口端并將腔體封閉，所述線圈緊貼所述振動(dòng)膜。進(jìn)一步地，所述傳動(dòng)條為象牙板，所述象牙板為長(zhǎng)條狀。進(jìn)一步地，所述磁體為永久磁體。此外，還有必要提供一種激勵(lì)頻率高的彈性成像激勵(lì)系統(tǒng)。一種彈性成像激勵(lì)系統(tǒng)，其特征在于，包括信號(hào)模塊及激勵(lì)裝置，所述信號(hào)模塊產(chǎn)生控制信號(hào)并輸出，所述激勵(lì)裝置與所述信號(hào)模塊相連接，接收控制信號(hào)并發(fā)出激勵(lì)波；激勵(lì)裝置包括振動(dòng)設(shè)備、傳動(dòng)條及驅(qū)動(dòng)器，所述傳動(dòng)條為長(zhǎng)條狀，所述驅(qū)動(dòng)器通過(guò)所述傳輸管與所述振動(dòng)設(shè)備連接，且所述驅(qū)動(dòng)器具有磁兼容性。所述振動(dòng)設(shè)備包括腔體、磁體、線圈及振動(dòng)膜，所述腔體為具有開(kāi)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(dú)立；所述振動(dòng)膜位于所述腔體的開(kāi)口端并將腔體封閉，所述線圈緊貼所述振動(dòng)膜。進(jìn)一步地,所述傳動(dòng)條為象牙板。進(jìn)一步地，所述磁體為永久磁體。進(jìn)一步地，所述信號(hào)模塊包括信號(hào)處理器及放大電路，所述信號(hào)處理器用于產(chǎn)生信號(hào)，并對(duì)所述控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)；所述放大電路與控制信號(hào)處理器相連接，用于放大所述控制信號(hào)并輸出。上述彈性成像激勵(lì)裝置及系統(tǒng)中，在線圈上通電信號(hào)并與磁體發(fā)生相互作用，進(jìn)而帶動(dòng)振動(dòng)膜，并最終將能量通過(guò)傳動(dòng)條傳遞給驅(qū)動(dòng)器，由驅(qū)動(dòng)器在被激勵(lì)物體表面產(chǎn)生激勵(lì)用的剪切波，該彈性成像激勵(lì)裝置與傳統(tǒng)的激勵(lì)裝置相比，可以產(chǎn)生高頻率的激勵(lì)波，·并且可以調(diào)整輸入的電信號(hào)，使得激勵(lì)波頻率、幅度更為精確可控。

圖I為彈性成像激勵(lì)裝置示意圖；圖2為彈性成像激勵(lì)系統(tǒng)模塊圖；圖3為圖2所示信號(hào)模塊300的具體示意圖。
具體實(shí)施方式為了解決傳統(tǒng)的激勵(lì)裝置激勵(lì)頻率較低，只適用于檢測(cè)深部臟器，如肝、腎等，無(wú)法很好滿足醫(yī)療的需求的問(wèn)題，提供一種激勵(lì)頻率高的彈性成像激勵(lì)裝置。請(qǐng)參閱圖1，一種彈性成像激勵(lì)裝置100，包括振動(dòng)設(shè)備110、傳動(dòng)條130及驅(qū)動(dòng)器150，驅(qū)動(dòng)器150通過(guò)傳動(dòng)條130與振動(dòng)設(shè)備110相連接。振動(dòng)設(shè)備110包括腔體112、永久磁體114、線圈116及振動(dòng)膜118。腔體112大致為盒體結(jié)構(gòu)，具有開(kāi)頭端(圖未標(biāo))及與開(kāi)口端相對(duì)的封閉端，內(nèi)部形成一空腔(圖未示)。永久磁體114和線圈116均設(shè)置在腔體112的空腔中，永久磁體114牢牢固定住，線圈116相對(duì)永久磁體114更靠近腔體112的開(kāi)口端。永久磁體114與線圈116相互獨(dú)立，同時(shí)線圈116處于永久磁體114的磁場(chǎng)影響范圍內(nèi)。振動(dòng)膜118由彈性材料制成，位于腔體112的開(kāi)口端并將腔體112封閉，線圈116與振動(dòng)膜118緊貼。傳動(dòng)條130的一端與振動(dòng)膜118相連接，另一端與驅(qū)動(dòng)器150相連接，驅(qū)動(dòng)器150用于與被激勵(lì)物體相接觸，將激勵(lì)用的剪切波傳導(dǎo)給被激勵(lì)物體(圖未示)。工作時(shí)，被激勵(lì)物體，如被檢查者或仿體等，躺在磁共振設(shè)備200的檢查床210上，由檢查床210送入檢查倉(cāng)230中。線圈116通上變化的電信號(hào)，由于電流的磁效應(yīng)，與永久磁體114產(chǎn)生磁場(chǎng)的相互作用，線圈116產(chǎn)生振動(dòng)，由于振動(dòng)膜118與線圈116緊貼,故振動(dòng)膜也隨之振動(dòng)，并通過(guò)傳動(dòng)條130傳遞給驅(qū)動(dòng)器150，驅(qū)動(dòng)器150在被激勵(lì)物體上產(chǎn)生激勵(lì)用的剪切波，使物體被激勵(lì)，并通過(guò)磁共振彈性成像技術(shù)對(duì)被激勵(lì)物體上感興趣的區(qū)域進(jìn)行成像。[0023]上述彈性成像激勵(lì)裝置100中，在線圈116上通電信號(hào)并與永久磁體114發(fā)生相互作用，進(jìn)而帶動(dòng)振動(dòng)膜118，并最終將能量通過(guò)傳動(dòng)條130傳遞給驅(qū)動(dòng)器150，由驅(qū)動(dòng)器150在被激勵(lì)物體表面產(chǎn)生激勵(lì)用的剪切波，該彈性成像激勵(lì)裝置與傳統(tǒng)的激勵(lì)裝置相比，可以產(chǎn)生高頻率的激勵(lì)波，并且可以調(diào)整輸入的電信號(hào)，使得激勵(lì)波頻率、幅度更為精確可控。在傳導(dǎo)能量時(shí)，能量可以通過(guò)傳動(dòng)條130直接傳導(dǎo)到驅(qū)動(dòng)器150表面，或者，傳動(dòng)條130可以為管狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為空氣，能量通過(guò)氣動(dòng)的方式到達(dá)驅(qū)動(dòng)器150。為了更好的控制激勵(lì)波的精度，減少傳輸過(guò)程中的能量損失，傳動(dòng)條130可以為長(zhǎng)條形的象牙板，在動(dòng)能傳輸?shù)倪^(guò)程中，動(dòng)能直接通過(guò)象牙板本身由振動(dòng)膜118傳遞至驅(qū)動(dòng)器150，能量損失小，同時(shí)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(jià)格更低廉，更容易固定。請(qǐng)參閱圖2，還提供了一種彈性成像激勵(lì)系統(tǒng)，包括信號(hào)模塊300及激勵(lì)裝置100，信號(hào)模塊300與激勵(lì)裝置100相連接。信號(hào)模塊300產(chǎn)生控制信號(hào)并輸出給激勵(lì)裝置100，激勵(lì)裝置100接收控制信號(hào)并發(fā)出激勵(lì)波。激勵(lì)裝置100包括包括振動(dòng)設(shè)備110、傳動(dòng)條130及驅(qū)動(dòng)器150，驅(qū)動(dòng)器150通過(guò)傳動(dòng)條130與振動(dòng)設(shè)備110相連接。振動(dòng)設(shè)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(dòng)膜(圖2中未示)。腔體大致為盒體結(jié)構(gòu)，具有開(kāi)頭端及與開(kāi)口端相對(duì)的封閉端，內(nèi)部形成一空腔。永久磁體和線圈均設(shè)置在腔體的空腔中，永久磁體牢牢固定住，線圈相對(duì)永久磁體更靠近腔體的開(kāi)口端。永久磁體與線圈相互獨(dú)立，同時(shí)線圈處于永久磁體的磁場(chǎng)影響范圍內(nèi)。振動(dòng)膜由彈性材料制成，位于腔體的開(kāi)口端并將腔體封閉，線圈與振動(dòng)膜緊貼。傳動(dòng)條130的一端與振動(dòng)膜相連接，另一端與驅(qū)動(dòng)器150相連接，驅(qū)動(dòng)器150用于與被激勵(lì)物體相接觸，將激勵(lì)用的剪切波傳導(dǎo)給被激勵(lì)物體(圖未示)。工作時(shí)，被激勵(lì)物體，如被檢查者或仿體等，躺在磁共振設(shè)備的檢查床上，由檢查床送入檢查倉(cāng)中。線圈通上由信號(hào)模塊輸出的控制信號(hào)，產(chǎn)生磁效應(yīng)，與永久磁體產(chǎn)生磁場(chǎng)的相互作用，線圈產(chǎn)生振動(dòng)，由于振動(dòng)膜與線圈緊貼，故振動(dòng)膜也隨之振動(dòng)，并通過(guò)傳動(dòng)條130傳遞給驅(qū)動(dòng)器150，驅(qū)動(dòng)器150在被激勵(lì)物體上產(chǎn)生激勵(lì)用的剪切波，使物體被激勵(lì)，并通過(guò)磁共振彈性成像技術(shù)對(duì)被激勵(lì)物體上感興趣的區(qū)域進(jìn)行成像。在傳導(dǎo)能量時(shí)，能量可以通過(guò)傳動(dòng)條130直接傳導(dǎo)到驅(qū)動(dòng)器150表面，或者，傳動(dòng)條130可以為管狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為空氣，能量通過(guò)氣動(dòng)的方式到達(dá)驅(qū)動(dòng)器150。為了更好的控制激勵(lì)波的精度，減少傳輸過(guò)程中的能量損失，傳動(dòng)條130可以為長(zhǎng)條形的象牙板，在動(dòng)能傳輸?shù)倪^(guò)程中，動(dòng)能直接通過(guò)象牙板本身由振動(dòng)膜118傳遞至驅(qū)動(dòng)器150，能量損失小，同時(shí)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(jià)格更低廉，、更容易固定。請(qǐng)參閱圖3，上述彈性成像激勵(lì)系統(tǒng)中，信號(hào)模塊300包括信號(hào)處理器310和放大電路330，信號(hào)處理器310與放大電路330相連接。信號(hào)處理器310用于產(chǎn)生控制信號(hào)，并對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)。放大電路，與信號(hào)處理器相連接，用于放大所述控制信號(hào)并輸出。在工作時(shí)，信號(hào)處理器310根據(jù)磁共振序列產(chǎn)生的觸發(fā)信號(hào)，產(chǎn)生頻率、相位、振幅都可以調(diào)節(jié)的正弦波信號(hào)，經(jīng)過(guò)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(duì)比技術(shù)的特性，即在掃描脈沖序列中加入運(yùn)動(dòng)敏感梯度來(lái)檢測(cè)質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的信息，運(yùn)動(dòng)敏感梯度的周期須與外部振動(dòng)的周期一致，即與上述激勵(lì)的剪切波周期一致。信號(hào)處理器310還用來(lái)接收磁共振成像序列中的同步觸發(fā)信號(hào)，使得產(chǎn)生的用于激勵(lì)的剪切波與磁共振成像序列中的運(yùn)動(dòng)敏感梯度同步，該步驟是磁共振彈性成像對(duì)比技術(shù)的關(guān)鍵。上述彈性成像激勵(lì)系統(tǒng)中，在線圈上通由信號(hào)模塊300產(chǎn)生的控制信號(hào)并與永久磁體發(fā)生相互作用，進(jìn)而帶動(dòng)振動(dòng)膜，并最終將能量通過(guò)傳動(dòng)條130傳遞給驅(qū)動(dòng)器150，由驅(qū)動(dòng)器150在被激勵(lì)物體表面產(chǎn)生激勵(lì)用的剪切波，該彈性成像激勵(lì)系統(tǒng)可以產(chǎn)生高頻率的激勵(lì)波，并且可以調(diào)整輸入的電信號(hào)，使得激勵(lì)波頻率、幅度更為精確可控。
·人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種彈性成像激勵(lì)裝置，其特征在于，包括 振動(dòng)設(shè)備，所述振動(dòng)設(shè)備包括 腔體，為具有開(kāi)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(dú)立 '及 振動(dòng)膜，位于所述腔體的開(kāi)口端并將腔體封閉，所述線圈緊貼所述振動(dòng)膜； 傳動(dòng)條，為長(zhǎng)條狀，并且所述傳動(dòng)條的一端與所述振動(dòng)膜相連接 '及 驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)所述傳輸管與所述振動(dòng)設(shè)備連接，所述驅(qū)動(dòng)器具有磁兼容性。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的彈性成像激勵(lì)裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)條為象牙板，所述象牙板為長(zhǎng)條狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的彈性成像激勵(lì)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(lì)系統(tǒng)，其特征在于，包括 信號(hào)模塊，所述信號(hào)模塊產(chǎn)生控制信號(hào)并輸出；及 激勵(lì)裝置，與所述信號(hào)模塊相連接，接收控制信號(hào)并發(fā)出激勵(lì)波，所述激勵(lì)裝置包括 振動(dòng)設(shè)備，所述振動(dòng)設(shè)備包括 腔體，為具有開(kāi)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(dú)立 '及 振動(dòng)膜，位于所述腔體的開(kāi)口端并將腔體封閉，所述線圈緊貼所述振動(dòng)膜； 傳動(dòng)條，為長(zhǎng)條狀，并且所述傳動(dòng)條的一端與所述振動(dòng)膜相連接 '及 驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)所述傳動(dòng)條與所述振動(dòng)設(shè)備連接，所述驅(qū)動(dòng)器具有磁兼容性。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的彈性成像激勵(lì)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動(dòng)條為象牙板。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的彈性成像激勵(lì)系統(tǒng)，其特征在于,所述磁體為永久磁體。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的彈性成像激勵(lì)系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)模塊包括 信號(hào)處理器，用于產(chǎn)生信號(hào)，并對(duì)所述控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)； 放大電路，與控制信號(hào)處理器相連接，用于放大所述控制信號(hào)并輸出。
專利摘要一種彈性成像激勵(lì)裝置，包括振動(dòng)設(shè)備、傳動(dòng)條及驅(qū)動(dòng)器，所述傳動(dòng)條為長(zhǎng)條狀，所述驅(qū)動(dòng)器通過(guò)所述傳輸管與所述振動(dòng)設(shè)備連接，且所述驅(qū)動(dòng)器具有磁兼容性。所述振動(dòng)設(shè)備包括腔體、磁體、線圈及振動(dòng)膜，所述腔體為具有開(kāi)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(dú)立；所述振動(dòng)膜位于所述腔體的開(kāi)口端并將腔體封閉，所述線圈緊貼所述振動(dòng)膜。上述彈性成像激勵(lì)裝置中，在線圈上通電信號(hào)并與磁體發(fā)生相互作用，進(jìn)而帶動(dòng)振動(dòng)膜，最終由驅(qū)動(dòng)器在被激勵(lì)物體表面產(chǎn)生激勵(lì)用的剪切波，該彈性成像激勵(lì)裝置能產(chǎn)生高頻率的激勵(lì)波。同時(shí)還提供一種彈性成像激勵(lì)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01R33/32GK202489951SQ20122006877
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者蔡葳蕤, 鄒超, 鄭海榮, 鐘耀祖, 黃文慧 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院