用在磁共振流變成像系統(tǒng)中的手持式振蕩施加器的制造方法
【專利摘要】一種用在磁共振流變成像系統(tǒng)(10)中的手持式振蕩施加器(40)，所述手持式振蕩施加器(40)用于將機(jī)械振蕩施加到感興趣對象(20)的至少部分，所述手持式振蕩施加器(40)包括殼體(54)、被配置為輸出機(jī)械能的至少一個換能器單元(48)、被機(jī)械地鏈接到所述至少一個換能器單元(48)的活塞(68)，所述活塞(68)包括第一端(70)、第二端(72)以及在所述第一端(70)與所述第二端(72)之間延伸的開口(74)，其中，所述殼體(54)包括至少一個開口(60)，并且所述殼體(54)的所述至少一個開口(60)和所述活塞(68)的所述開口(74)關(guān)于殼體開口方向(66)至少部分交疊，所述殼體開口方向由所述殼體(54)的所述開口(60)在第一表面(56)處的開口中心(62)與所述殼體(54)的所述開口(60)在第二表面(58)處的開口中心(64)定義；以及一種振蕩施加器系統(tǒng)(38)，包括：手持式振蕩施加器(40)；換能器驅(qū)動單元(42)，其用于對所述至少一個換能器單元(48)進(jìn)行激勵；感測單元(50)，其被配置為確定表示被施加到所述感興趣對象(20)的至少部分的機(jī)械振蕩的幅度的物理量，并且被配置為提供表示所確定的物理量的輸出信號；至少一個閉環(huán)控制電路，其用于將所述換能器單元(48)的機(jī)械位移幅度維持在選定的水平處，其中，所述閉環(huán)控制電路被配置為基于從所述感測單元(50)接收的所述輸出信號來提供輸出信號以控制所述換能器驅(qū)動單元(42)。
【專利說明】
用在磁共振流變成像系統(tǒng)中的手持式振蕩施加器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用在磁共振流變成像系統(tǒng)中的振蕩施加器和振蕩施加器系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在磁共振成像的領(lǐng)域，己知通過磁共振流變來表征人類或動物組織的機(jī)械特性 (例如參見Muthipil lai R.等人的Magnetic resonance imaging of acoustic strain waves，Proc.Soc.Magn.Reson.Nice，1:189,1995)。在磁共振流變中，在磁共振成像期間驅(qū)使組織機(jī)械地振蕩，這導(dǎo)致由于組織粘度和彈性的不同而引起成像對比的效應(yīng)。低頻機(jī)械波被耦合到組織中并且經(jīng)由磁共振序列來可視化。所獲得的額外的信息能夠例如被用于區(qū)分健康組織和惡化組織。
[0003]已經(jīng)提出了用于向組織施加機(jī)械振蕩的多種不同的機(jī)械換能器，諸如電磁設(shè)計， 其利用磁共振掃描器內(nèi)部的主磁場B〇。另外，提出了壓電驅(qū)動的換能器或氣動設(shè)計用于臨床應(yīng)用?？傮w而言，可以采用表現(xiàn)為適于本領(lǐng)域技術(shù)人員的任何機(jī)械換能器。[〇〇〇4]通常，利用靜態(tài)地附接到感興趣對象的機(jī)械換能器來執(zhí)行磁共振流變檢測檢查， 例如，通過將其繞感興趣對象系縛，或者使得感興趣對象躺在機(jī)械換能器上。在圖5中示出了用在磁共振流變中的常規(guī)振蕩施加器的范例。常規(guī)振蕩施加器包括:殼體96，其包圍機(jī)械換能器，以及活塞98,其被提供用于將機(jī)械振蕩傳遞到感興趣對象。常規(guī)振蕩施加器的尺度為大約50毫米高，具有約100x100mm2的占用面積(footprint)。
[0005]另外，0.1(.￥.￥6111^在]\^811.1^8.1111&8.31 (2013)6 24-6 29中的文章‘]\? elastography of the head and neck:Driver design and initial results’公開了一種用于MR彈性成像的驅(qū)動器。該己知驅(qū)動器包括嵌入在泡沫厚片中的換能器。所述換能器具有突起的活塞和安裝在活塞的一側(cè)的線圈。頭墊模具被定位于所述換能器之上并且從所述模具切出對著所述活塞的中心的開口。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]期望能夠利用針對與介入設(shè)備的組合優(yōu)化的設(shè)備來向感興趣對象的組織施加機(jī)械振蕩。
[0007]因此本發(fā)明的目的是提供一種用在磁共振流變成像系統(tǒng)中的具有改進(jìn)的性能和關(guān)于與介入應(yīng)用的組合的額外的選項的振蕩施加器。
[0008]在本發(fā)明的一個方面中，所述目的是通過用在磁共振流變成像系統(tǒng)中的手持式振蕩施加器來實現(xiàn)的，其中，所述手持式振蕩施加器被配置用于在激活時將機(jī)械振蕩施加到要由所述磁共振流變成像系統(tǒng)成像的感興趣對象的至少部分。
[0009]所述手持式振蕩施加器包括:
[0010]殼體，其包括:至少第一表面，其被配置為在施加機(jī)械振蕩期間被布置為鄰近于所述感興趣對象的至少部分；以及至少第二表面，其被配置為在施加機(jī)械振蕩期間被布置為遠(yuǎn)離所述感興趣對象的至少部分，[0011 ]至少一個換能器單元，其被配置為在被激勵時輸出機(jī)械能，
[0012]活塞，其被機(jī)械地鏈接到所述至少一個換能器單元，并且被配置為將所述至少一個換能器單元的所述機(jī)械能的至少部分傳遞到要被成像的感興趣對象的至少部分。所述活塞包括:第一端，其被配置為在施加機(jī)械振蕩期間被布置為鄰近所述感興趣對象的至少部分，其中，所述活塞的所述第一端被配置為比所述殼體的所述第一表面更靠近所述感興趣對象;第二端，其被配置為在施加機(jī)械振蕩期間被布置為遠(yuǎn)離所述感興趣對象的至少部分；以及開口，其在所述活塞的所述第一端與所述第二端之間延伸。
[0013]所述殼體包括在所述第一表面與所述第二表面之間延伸的至少一個開口。所述殼體的所述至少一個開口和所述活塞的所述開口關(guān)于殼體開口方向至少部分地交疊，所述殼體開口方向由所述殼體的所述開口在所述第一表面處的開口中心與所述殼體的所述開口在所述第二表面處的開口中心之間的虛擬連接線定義。因此，所述殼體的開口和所述活塞的開口的交疊形成貫穿的開口。
[0014]如本文中所使用的術(shù)語“手持式”應(yīng)被理解為尤其是意指允許物體在使用期間由平均身體操作者用手握住的物體的物理性質(zhì)(例如重量和尺寸)的組合。
[0015]本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)在于機(jī)械振蕩能夠關(guān)于介入設(shè)備從所有側(cè)被施加到感興趣對象的至少部分，所述介入設(shè)備被操作通過所述殼體的開口和所述活塞的開口，使得能夠在最需要的位置處完全探索磁共振流變的組織區(qū)分性質(zhì)。
[0016]本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)在于操作振蕩施加器的擴(kuò)展的選項。例如，所述振蕩施加器能夠由介入醫(yī)師容易地調(diào)節(jié)而無需中斷，這在利用系縛到感興趣對象上的振蕩施加器時是不可能的。
[0017]本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)在于，在介入期間，所述手持式振蕩施加器能夠容易地被移除以便為介入醫(yī)師提供更大的自由移動空間。
[0018]所述至少一個換能器單元可以使用電能來激勵。其也可以使用遠(yuǎn)程地生成并且可以被傳遞到所述至少一個換能器單元(例如，經(jīng)由萬向機(jī)械或者通過液壓傳輸)的機(jī)械能來激勵。
[0019]優(yōu)選地，活塞的第一端具有平坦表面，所述平坦表面位于被布置為垂直于殼體開口方向的平面中。
[0020]在優(yōu)選的實施例中，所述殼體的所述至少一個開口和所述活塞的所述開口的垂直于所述殼體開口方向的交疊的尺度為至少30毫米。更優(yōu)選地，所述交疊的尺度為至少40毫米，并且，最優(yōu)選地，至少50毫米。通過這樣，大量的介入設(shè)備能夠通過由殼體和活塞的開口提供的暢通空間來操作，并且機(jī)械振蕩能夠從關(guān)于這些介入設(shè)備的所有側(cè)被施加到感興趣對象的至少部分。
[0021]在另一優(yōu)先的實施例中，在操作狀態(tài)中所述殼體和所述活塞在平行于所述殼體開口方向的方向上的總體尺度為等于或者小于45毫米。更優(yōu)選地，殼體和活塞的總尺度為小于40毫米，并且最優(yōu)選地，小于35毫米。以這種方式，所述手持式振蕩施加器使得能夠以關(guān)于殼體開口方向的寬的角度區(qū)域操作介入設(shè)備，如果需要這種的話。
[0022]優(yōu)選地，殼體的開口和活塞的開口中的至少一個具有橢圓截面。如本申請中所使用的術(shù)語“橢圓”應(yīng)被理解為特別地也包括圓形截面。通過這樣，能夠容易地制造殼體和活塞，并且能夠?qū)崿F(xiàn)被提供用于操作介入設(shè)備的通暢空間的合適的截面。
[0023]在另一優(yōu)選實施例中，所述殼體的第一表面中的開口的中心從所述第一表面的幾何中心偏移。如本申請中所使用的短語“第一表面的幾何中心"，應(yīng)被特別理解為假設(shè)所述開口不存在的話所述第一表面的所有點(diǎn)的算術(shù)平均位置。以這種方式，能夠為操作者提供足夠量的殼體區(qū)域以方便地保持振蕩施加器，而同時，振蕩施加器在垂直于殼體開口方向的方向上的尺度仍能夠保持緊湊。
[0024]在又一優(yōu)選的實施例中，所述至少一個換能器單元包括兩個同軸地布置的線圈構(gòu)件，所述線圈構(gòu)件具有可連接到換能器驅(qū)動單元以被提供電能的繞組。所述線圈構(gòu)件中的一個直接或間接地被機(jī)械鏈接到所述活塞，并且所述線圈構(gòu)件的公共軸與所述殼體開口方向一致。所述線圈構(gòu)件中的每個的繞組之間的跨所述線圈構(gòu)件的各自的中心的最小距離至少與所述殼體的所述至少一個開口的垂直于所述殼體開口方向的最小尺度一樣大。在合適的實施例中，由兩個線圈構(gòu)件中的一個所生成的雜散磁場能夠被由所述兩個線圈構(gòu)件中的另一個所生成的雜散磁場在很大程度上補(bǔ)償，使得磁共振流變成像系統(tǒng)的主磁體的磁場強(qiáng)度保持足夠地未改變從而不影響磁共振成像。[〇〇25]在一個實施例中，換能器驅(qū)動單元可以包括提供正弦輸出信號的功能生成器，以及線圈構(gòu)件可連接到的放大器。
[0026]優(yōu)選地，線圈構(gòu)件中的一個在鄰近所述活塞的第二端的區(qū)域中直接或間接地被機(jī)械地鏈接到所述活塞。
[0027]如果兩個線圈構(gòu)件中的每個的繞組以平面方式被布置，則能夠容易地實現(xiàn)殼體和活塞在平行于殼體開口方向的方向上的小的總體尺度。如本申請中使用的詞組“平面線圈” 將特別涵蓋在平行于殼體開口方向的方向上具有達(dá)到五層繞組的線圈。優(yōu)選地，在平行于殼體開口方向的方向上的繞組的層數(shù)為達(dá)到并包括三層繞組，并且最優(yōu)選地，兩個線圈構(gòu)件中的每個包括僅一層繞組。
[0028]在另一優(yōu)選的實施例中，所述活塞的第一端被配備有彎曲的表面。以這種方式，機(jī)械振蕩能夠被有效地施加到感興趣對象的彎曲的部分。優(yōu)選地，彎曲的表面的曲率的半徑適于感興趣對象的彎曲的部分的曲率。
[0029]對于具有配備有彎曲的表面的活塞的手持式振蕩施加器的實施例，兩個線圈構(gòu)件的繞組均可以被布置在彎曲的表面上。以這種方式，殼體和活塞在平行于殼體開口方向的方向上的小的總體尺寸也能夠在這種情況下實現(xiàn)。
[0030]在一個實施例中，兩個線圈構(gòu)件相同地被設(shè)計。通過這樣，由兩個線圈構(gòu)件中的一個生成的雜散磁場能夠被由兩個線圈構(gòu)件中的另一個生成的雜散磁場有效地補(bǔ)償。
[0031]在另一實施例中，所述殼體包括到少一個人體工學(xué)地形成的握持構(gòu)件。通過這種， 操作者能夠長時間保持所述振蕩施加器而具有少的疲勞。還有，操作者能夠以更精確的方式調(diào)節(jié)所述振蕩施加器。
[0032]在又一實施例中，所述手持式振蕩施加器還包括至少一個機(jī)械緊固構(gòu)件，所述機(jī)械緊固構(gòu)件可附接所述磁共振流變成像系統(tǒng)的部件。以這種方式，操作者能夠具有對手持式振蕩施加器的方便的訪問，并且工作流程能夠被改進(jìn)。
[0033]機(jī)械緊固構(gòu)件可以包括關(guān)節(jié)、接合部、球形接合部或鉸鏈或能夠為振蕩施加器提供需要的運(yùn)動自由度的或者表現(xiàn)為對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言合適的其他機(jī)械構(gòu)件。
[0034]如果機(jī)械緊固構(gòu)件還包括至少一個阻擋構(gòu)件，則操作者在保持所述手持式振蕩施加器時必須拿起的機(jī)械負(fù)載的部分能夠至少暫時地減小。在介入醫(yī)師需要兩個手來操作介入設(shè)備的情況下，這能夠是特別有利的。
[0035]本發(fā)明的另一目的是提供一種振蕩施加器單元，包括所公開的手持式振蕩施加器的實施例或者它們的組合以及用于激勵至少一個換能器單元的換能器驅(qū)動單元。
[0036]另外，所述振蕩施加器單元包括感測單元，所述感測單元被配置為確定表示被施加到所述感興趣對象的至少部分的機(jī)械振蕩的幅度的物理量，并且被配置為提供表示所確定的物理量的輸出信號。
[0037]然后，所述振蕩施加器單元包括至少一個電子閉環(huán)控制電路，以將換能器單元的機(jī)械位移幅度維持在選定的水平處，其中，所述閉環(huán)控制電路被配置為基于從所述感測單元接收的輸出信號來提供輸出信號以控制所述換能器驅(qū)動單元。
[0038]以這種方式，恒定幅度的機(jī)械振動能夠被施加到感興趣對象的至少部分，尤其是在手持式振蕩施加器的情況下，并且能夠避免或者至少部分校正由于手持式振蕩施加器和感興趣對象之間的變化的機(jī)械耦合的所施加的機(jī)械振蕩的變化的幅度。[〇〇39]在一個實施例中，所述感測單元可以包括壓力傳感器，所述壓力傳感器可以被附接到所述活塞的第一端，被配置為在施加機(jī)械振蕩期間與感興趣對象接觸，或者可以以被到感興趣對象的皮膚。
[0040]在一個實施例中，感測單元可以包括加速度計，所述加速度計可以例如被設(shè)計為微機(jī)電系統(tǒng)(MEMES)?！靖綀D說明】
[0041]本發(fā)明的這些和其他方面將根據(jù)下文描述的實施例變得顯而易見，并且將參考下文描述的實施例得到闡述。這樣的實施例不一定表示本發(fā)明的完全范圍，然而，因而參考權(quán)利要求書和本文以解釋本發(fā)明的范圍。
[0042]在附圖中:
[0043]圖1圖示了被配置用于磁共振流變應(yīng)用的磁共振流變成像系統(tǒng)的部分圖示，其具有根據(jù)本發(fā)明的手持式振蕩施加器的實施例，
[0044]圖2a是依據(jù)圖1的手持式振蕩施加器的示意性頂視圖，
[0045]圖2b示出了依據(jù)圖2a的手持式振蕩施加器的截面視圖，
[0046]圖3描繪了根據(jù)本發(fā)明的手持式振蕩施加器的備選實施例，并且
[0047]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的振蕩施加器系統(tǒng)的示意圖，
[0048]圖5以透視視圖示意性地示出了現(xiàn)有技術(shù)振蕩施加器。
[0049]附圖標(biāo)記列表[〇〇5〇]10磁共振流變成像系統(tǒng) 72第二端[0051 ]12掃描單元74開口[〇〇52]14主磁體76法蘭
[0053]16檢查空間78線圈構(gòu)件
[0054]18中心軸80繞組[〇〇55]20感興趣對象82平面載體[〇〇56]22磁梯度線圈系統(tǒng)84線圈構(gòu)件
[0057]24射頻發(fā)射器單元86繞組
[0058]26控制單元88平面載體
[0059]28觸摸敏感屏幕90幾何中心
[0060]30射頻屏蔽92握持構(gòu)件[0061 ]32射頻天線設(shè)備 94緊固構(gòu)件
[0062]34射頻開關(guān)單元96殼體
[0063]36圖像處理單元98活塞
[0064]38振蕩施加器系統(tǒng)
[0065]40手持式振蕩施加器
[0066]42換能器驅(qū)動單元
[0067]44功能生成器
[0068]46放大器
[0069]48換能器單元
[0070]50感測單元
[0071 ]52換能器控制單元
[0072]54 殼體
[0073]56第一表面
[0074]58第二表面
[0075]60 開口
[0076]62開口的中心
[0077]64開口的中心
[0078]66殼體開口方向
[0079]68 活塞
[0080]70 第一端
【具體實施方式】
[0081]圖1示出了磁共振流變成像系統(tǒng)10的實施例的部分的示意性圖示，磁共振流變成像系統(tǒng)10被配置用于從感興趣對象20，通常是患者，的至少部分采集磁共振信號。磁共振流變成像系統(tǒng)10包括具有主磁體14的掃描單元12。主磁體14中有中心膛，所述中心膛提供針對要被定位于其內(nèi)的感興趣對象20的繞中心軸18的檢查空間16，并且還被配置用于至少在檢查空間16中生成靜態(tài)磁場Bo。出于清楚的原因，僅在圖1中指示了用于支撐感興趣對象20的通常的臺。靜態(tài)磁場Bo定義了檢查空間16的軸向方向，其平行于中心軸18對齊。應(yīng)該意識至IJ，本發(fā)明也可應(yīng)用于提供在靜態(tài)磁場內(nèi)的檢查區(qū)域的任何其他類型的磁共振流變成像系統(tǒng)。
[0082]另外，磁共振流變成像系統(tǒng)10包括磁梯度線圈系統(tǒng)22，磁梯度線圈系統(tǒng)22被配置用于生成被疊加到靜態(tài)磁場Bo的梯度磁場。如本領(lǐng)域己知，磁梯度線圈系統(tǒng)22被同心地布置在主磁體14的膛內(nèi)。
[0083]磁共振流變成像系統(tǒng)10包括控制單元26，控制單元26被提供為控制掃描單元12、磁梯度線圈系統(tǒng)22的功能，以及磁共振流變成像系統(tǒng)10的其他功能?？刂茊卧ㄈ祟惤涌谠O(shè)備，所述人類接口設(shè)備被設(shè)計為具有觸摸敏感屏幕28的監(jiān)測器單元。
[0084]另外，磁共振流變成像系統(tǒng)10包括射頻天線設(shè)備32,所述射頻天線設(shè)備被設(shè)計為全身線圈，其被提供用于在射頻發(fā)射時間段期間向感興趣對象20的或感興趣對象20內(nèi)的原子核施加射頻場也用于磁共振激發(fā)，以出于磁共振成像的目的來激發(fā)感興趣對象20的或感興趣對象20內(nèi)的原子核。為此，射頻功率，由控制單元26控制，從射頻發(fā)射器單元24被饋送到全身線圈。全身線圈具有中心軸，并且在操作狀態(tài)中，被同心地布置于主磁體14的膛內(nèi)， 使得全身線圈的中心軸和磁共振流變成像系統(tǒng)10的中心軸18—致。如本領(lǐng)域中通常地，圓柱形金屬射頻屏蔽30被同心地布置于磁梯度線圈系統(tǒng)22和全身線圈之間。
[0085]全身線圈也被提供用于在射頻接收階段期間接收來自感興趣對象20的部分的或所述部分內(nèi)的原子核的磁共振信號，所述原子核己被所發(fā)射的射頻場激發(fā)。在磁共振流變成像系統(tǒng)10的操作狀態(tài)中，射頻發(fā)射階段和射頻接收階段以連續(xù)的方式發(fā)生。[〇〇86]射頻發(fā)器單元24被提供為在射頻發(fā)射階段期間經(jīng)由射頻開關(guān)單元34將磁共振射頻的射頻功率饋送給全射線圈。在射頻接收階段期間，由控制單元26控制的射頻開關(guān)單元 34將磁共振信號從全身線圈引導(dǎo)到駐留于控制單元26內(nèi)的圖像處理單元36。圖像處理單元 36被配置用于處理所采集的磁共振信號以根據(jù)所采集的磁共振信號來確定感興趣對象20 的至少部分的磁共振圖像。對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，該技術(shù)的多種不同的變型是公知的，并且因此不需要在本文中進(jìn)一步描述。[〇〇87]另外，磁共振流變成像系統(tǒng)10包括振蕩施加器系統(tǒng)38(圖4)，振蕩施加器系統(tǒng)38包括:具有換能器單元48的手持式振蕩施加器40、用于激勵換能器單元48的換能器驅(qū)動單元 42、感測單元50以及換能器控制單元52,所述換能器控制單元具有用于控制機(jī)械振蕩的幅度的閉環(huán)控制電路，如后面將描述的。[〇〇88]手持式振蕩施加器40(圖2a和2b)被配置用于在激活時向要由磁共振流變成像系統(tǒng)10進(jìn)行成像的感興趣對象20的至少部分施加機(jī)械振蕩。[〇〇89]為此，手持式振蕩施加器40包括換能器單元48(圖2b)，所述換能器單元被配置為在被激勵時輸出機(jī)械能。換能器單元48將在后面詳細(xì)描述。[0〇9〇]手持式振蕩施加器40還包括殼體54，殼體54包括:第一表面56，其被配置為在施加機(jī)械振蕩期間被布置為鄰近于感興趣對象20的至少部分；以及至少第二表面58,其被配置為在施加機(jī)械振蕩期間被布置為遠(yuǎn)離感興趣對象20的至少部分(圖2b)。所述殼體54包括在第一表面56和第二表面60之間延伸的至少一個開口 60。殼體開口方向66由殼體54的開口 60 在第一表面56處的開口中心62與殼體54的開口 60在第二表面58處的開口中心64之間的虛擬連接線定義。[〇〇91]另外，手持式振蕩施加器40包括活塞68,所述活塞被機(jī)械地鏈接到換能器單元48， 并且被配置為將換能器單元48的機(jī)械能的至少部分傳遞到要被成像的感興趣對象20的至少部分?；钊?8包括:第一端70，其被配置為在施加機(jī)械振蕩期間被布置為鄰近感興趣對象 20的至少部分，其中，活塞68的第一端70被配置為比殼體54的第一表面56更靠近所述感興趣對象20;以及第二端72,其被配置為在施加機(jī)械振蕩期間被布置為遠(yuǎn)離感興趣對象20的至少部分。[〇〇92] 然后，活塞68包括在第一端70與第二端72之間延伸的至少一個開口 74。殼體54的開口 60和活塞68的開口 74關(guān)于殼體開口方向66至少部分交疊，即其中它們完全交疊。
[0093]殼體54的開口 60和活塞68的開口 74兩者具有橢圓形橫截面，即直徑約35毫米的圓形橫截面。
[0094]因此，殼體54的開口60和活塞68的開口 74的垂直于開口方向66的交疊的尺度在操作狀態(tài)中為35毫米。
[0095]在操作狀態(tài)中殼體54和活塞68在平行于殼體開口方向66的方向上的總體尺度為小于35毫米。
[0096]原理上，如本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)意識到的，針對殼體54的開口 60和活塞68的開口 74的其他截面形狀是可能的。例如，能夠想象設(shè)計為多邊形，尤其是規(guī)則的多邊形的截面。
[0097]換能器單元48包括兩個同軸地布置的線圈構(gòu)件78、84，其具有連接到換能器驅(qū)動單元42(未示出)以被提供電能的繞組80、86。為此，換能器驅(qū)動單元42包括提供正弦輸出信號的功能生成器44，以及線圈構(gòu)件78、84可連接到的放大器46(圖4)?；氐綀D2b，兩個圓形線圈構(gòu)件78、84被相同地設(shè)計并且每個包括200匝的一層繞組80、86，其被設(shè)計為被布置于平面載體82、88的表面上的平面螺旋，具有約37毫米的內(nèi)直徑和約97毫米的外直徑。兩個圓形線圈構(gòu)件78、84的平面載體82、88被平行地布置并且垂直于殼體開口方向66，具有約3毫米的間隙。
[0098]被布置為更接近活塞68的線圈構(gòu)件78通過被牢固地附接到活塞68的第二端72的塑料圓環(huán)被機(jī)械地直接鏈接到活塞68。線圈構(gòu)件78、84的公共軸與殼體開口方向66—致，并且線圈構(gòu)件78、84中的每個的繞組80、86之間的跨線圈構(gòu)件78、84各自的中心的最小距離至少與殼體54的至少一個開口 60在垂直于殼體開口方向66的方向上的最小尺度一樣大。[00"]電流流動通過在相反方向中串聯(lián)地電連接到換能器驅(qū)動單元42的兩個線圈構(gòu)件78、84。在該配置中，由兩個線圈構(gòu)件中的每個所生成的雜散磁場在很大程度上彼此抵消，而由兩個線圈構(gòu)件78、84中的每個生成的磁場的分量的部分保留，其被布置為平行于公共軸的方向。
[0100]在操作狀態(tài)中，手持式振蕩施加器40由介入醫(yī)師保持在一位置使得線圈構(gòu)件78、84的平面載體82、88平行于由主磁體14所生成的磁場Bo。
[0101]活塞68被定位為接觸感興趣對象20的部分，并且通過此，被機(jī)械地耦合到感興趣對象20。針對活塞68和感興趣對象20之間的改進(jìn)的機(jī)械耦合，活塞68的第一端70被設(shè)置于圓環(huán)法蘭76，其從殼體開口方向66徑向地延伸并且具有位于被布置為垂直于殼體開口方向66的平面中的平坦表面。
[0?02] 換能器單元48由換能器驅(qū)動單元42以80Hz和10Hz之間的頻率驅(qū)動。通過向感興趣對象20的部分施加機(jī)械振蕩，手持式振蕩施加器40生成在感興趣對象20的組織內(nèi)傳播的剪切波。所施加的機(jī)械振蕩的頻率也可以不同于所公開的80Hz到10Hz的范圍，并且可以從I OHz和11 OOHz的范圍中選擇，如在磁共振流變成像的領(lǐng)域中己知的。
[0103]手持式振蕩施加器40通過機(jī)械緊固構(gòu)件94被附接到患者臺，機(jī)械緊固構(gòu)件94被設(shè)計為分別通過鉸鏈和球形接合部附接的棒。緊固構(gòu)件94使得手持式振蕩施加器40容易地對介入醫(yī)師可用并且支持它的定位。任選地，機(jī)械緊固構(gòu)件94可以包括阻擋構(gòu)件以阻擋機(jī)械緊固構(gòu)件94之間的任何相對運(yùn)動。這樣的阻擋單元對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是己知的并且不需要在本文中進(jìn)一步描述。
[0104]除其他事物之外，圖像處理單元36(圖1)被配置為通過處理通過應(yīng)用基于相位對比的磁共振成像技術(shù)而采集的感興趣對象20的至少部分的磁共振成像數(shù)據(jù)來對感興趣對象20的部分中的機(jī)械振蕩進(jìn)行成像。通過這樣，磁共振圖像示出傳播的剪切波，并且不同類型的組織能夠通過剪切波在組織內(nèi)傳播的不同方式來清晰地區(qū)分。[〇1〇5] 殼體54的開口 60和活塞68的開口 74在垂直于殼體開口方向66的方向上的大的交疊(圖2a和2b)提供了用于通過開口60、74來引入介入設(shè)備(未示出)的空間，同時機(jī)械振蕩能夠從關(guān)于所引入的介入設(shè)備的所有側(cè)被施加到感興趣對象20的至少部分。介入設(shè)備可以被設(shè)計為針或者已知的導(dǎo)管類型設(shè)備中的一種。[〇1〇6]以這種方式，手持式振蕩施加器40使得介入醫(yī)師能夠以關(guān)于殼體開口方向66的寬的角度區(qū)域操作介入設(shè)備。
[0107]針對活塞68和感興趣對象20的彎曲的部分之間的改進(jìn)的機(jī)械耦合，活塞68的第一端70能夠被設(shè)計為或者配備有圓環(huán)法蘭(未示出)，其從殼體開口方向66徑向地延伸，并且具有形成為球的球形段的表面，其半徑適于感興趣對象20的彎曲的部分的曲率的半徑。圓環(huán)法蘭的表面能夠是凹狀的或凸?fàn)畹摹〇1〇8]在合適的實施例中，活塞68的第一端70能夠被設(shè)計為占據(jù)可交換適配器中的一個，其由介入醫(yī)師酌情選擇作為對要被成像的感興趣對象20的部分的最佳匹配。
[0109]在對于感興趣對象20的彎曲的部分尤其有利的另一合適的實施例中(未圖示)，兩個線圈構(gòu)件的繞組中的每個均被布置在彎曲的載體的表面上，所述彎曲的載體例如被設(shè)計為球的球形段。球的曲率半徑可以與活塞的第一端的球形段表面相同。
[0110]圖3中示出了手持式振蕩施加器40’的備選實施例。該手持式振蕩施加器40’區(qū)別于依據(jù)圖2a和2b的手持式振蕩施加器40，其中，殼體54’第一表面56 ’中的開口 60 ’的開口中心62’從所述第一表面56的幾何中心90’偏移。如圖3中所不，殼體54’的第二表面58’的較大的部分可供介入醫(yī)師使用以握持振蕩施加器40’。為了方便介入醫(yī)師以小的疲勞持有振蕩施加器40’，并且支持介入醫(yī)師以更精確的方式調(diào)節(jié)振蕩施加器40’，殼體54’包括兩個人體工學(xué)地形成的握持構(gòu)件92 ’，握持構(gòu)件92 ’被定位于殼體54 ’的第二表面58 ’的較大部分處。 第一人體工學(xué)地形成的握持構(gòu)件92’被設(shè)計為定位于殼體54’的上邊緣中的三個凹陷的握持元件，其中，介入醫(yī)師的三個手指能夠停留。第二人體工學(xué)地形成的握持元件92’被設(shè)計為圓錐形的突起，所述突起的輪廓匹配手在拇指和食指之間的區(qū)域的形狀。
[0111]圖4示出了振蕩施加器系統(tǒng)38的示意性圖示。感測單元50被設(shè)計為附接到感興趣對象20的皮膚的加速度計。其被配置為確定感興趣對象20的靠近在振蕩施加器40向感興趣對象20施加振蕩時生成剪切波的區(qū)域的感興趣對象20的部分的加速度。所確定的加速度是表示由振蕩施加器40施加到感興趣對象20的至少部分的機(jī)械振蕩的幅度的物理量。感測單元50提供指示機(jī)械振蕩的幅度的信號作為針對換能器控制單元52的閉環(huán)控制電路的反饋控制單元的輸入信號。
[0112]針對反饋控制單元的輸入信號的備選或額外的選項為:通過線圈構(gòu)件78、84的電流強(qiáng)度、來自附接到活塞68的第一端70的壓力傳感器的信號以及由圖像處理單元36從磁共振成像提取的數(shù)據(jù)或者來自磁共振導(dǎo)航器的數(shù)據(jù)。
[0113]基于從感測單元50接收到的輸出信號，反饋控制單元提供了用于實時控制換能器驅(qū)動單元42的輸出信號，從而將換能器單元48的機(jī)械位移幅度維持在由介入醫(yī)師選擇或輸入的水平94處。以這種方式，能夠校正由于在手持式振蕩施加器40或感興趣對象20的運(yùn)動的情況下手持式振蕩施加器40與感興趣對象20之間的變化的機(jī)械耦合的所施加的機(jī)械振蕩的變化的幅度。
[0114]盡管已經(jīng)在附圖和前面的描述中詳細(xì)圖示和描述了本發(fā)明，但是這樣的圖示和描述應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是說明性或示范性的，而非限制性的;本發(fā)明不限于所公開的實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過研究附圖、公開內(nèi)容以及權(quán)利要求書，在實踐請求保護(hù)的本發(fā)明時能夠理解并且實現(xiàn)對所公開的實施例的其他變型。在權(quán)利要求書中，詞語“包括”不排除其他元件或步驟，并且詞語“一”或“一個”不排除多個。盡管在互不相同的從屬權(quán)利要求中記載了特定措施，但是這并不指示不能有利地使用這些措施的組合。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)被解釋為對范圍的限制。
【主權(quán)項】
1.一種用在磁共振流變成像系統(tǒng)(10)中的手持式振蕩施加器(40)，其中，所述手持式振蕩施加器(40)被配置用于在激活時將機(jī)械振蕩施加到要由所述磁共振流變成像系統(tǒng)(10)成像的感興趣對象(20)的至少部分，所述手持式振蕩施加器(40)包括: 殼體(54)，其包括:至少第一表面(56)，其被配置為在施加機(jī)械振蕩期間被布置為鄰近于所述感興趣對象(20)的至少所述部分；以及至少第二表面(58)，其被配置為在施加機(jī)械振蕩期間被布置為遠(yuǎn)離所述感興趣對象(20)的至少所述部分， 至少一個換能器單元(48)，其被配置為在被激勵時輸出機(jī)械能， 活塞(68)，其被機(jī)械地鏈接到所述至少一個換能器單元(48)，并且被配置為將所述至少一個換能器單元(48)的所述機(jī)械能的至少部分傳遞到要被成像的所述感興趣對象(20)的至少所述部分。所述活塞(68)包括: 第一端(70)，其被配置為在施加機(jī)械振蕩期間被布置為鄰近于所述感興趣對象(20)的至少所述部分，其中，所述活塞(68)的所述第一端(70)被配置為比所述殼體(54)的所述第一表面(56)更靠近所述感興趣對象(20); 第二端(72)，其被配置為在施加機(jī)械振蕩期間被布置為遠(yuǎn)離所述感興趣對象(20)的至少所述部分；以及 開口( 74)，其在所述第一端(70)與所述第二端(72)之間延伸，其中， 所述殼體(54)包括在所述第一表面(56)與所述第二表面(58)之間延伸的至少一個開口(60)，并且其中， 所述殼體(54)的所述至少一個開口(60)和所述活塞(68)的所述開口(74)關(guān)于殼體開口方向(66)至少部分地交疊，所述殼體開口方向由所述殼體(54)的所述開口(60)在所述第一表面(56)處的開口中心(62)與所述殼體(54)的所述開口(60)在所述第二表面(58)處的開口中心(64)之間的虛擬連接線定義。2.如權(quán)利要求1所述的手持式振蕩施加器(40)，其中，所述殼體(54)的所述至少一個開口(60)和所述活塞(68)的所述開口(74)的垂直于所述殼體開口方向(66)的交疊的尺度為至少30毫米。3.如權(quán)利要求1或2中的任一項所述的手持式振蕩施加器(40)，其中，在操作狀態(tài)中所述殼體(54)和所述活塞(68)在平行于所述殼體開口方向(66)的方向上的總體尺度為等于或者小于45毫米。4.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的手持式振蕩施加器(40)，其中，所述殼體(54)的所述開口(60)和所述活塞(68)的所述開口(74)中的至少一個具有橢圓截面。5.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的手持式振蕩施加器(40)，其中，所述殼體(54)的所述第一表面(56)中的所述開口(60)的所述中心(62)從所述第一表面(56)的幾何中心(90)偏移。6.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的手持式振蕩施加器(40)，其中，所述至少一個換能器單元(48)包括兩個同軸地布置的線圈構(gòu)件(78、84)，所述線圈構(gòu)件具有能夠連接到換能器驅(qū)動單元(42)以被提供電能的繞組(80、86)，其中，所述線圈構(gòu)件(78、84)中的一個直接或間接地被機(jī)械鏈接到所述活塞(68)，所述線圈構(gòu)件(78、84)的公共軸與所述殼體開口方向(66)—致，并且所述線圈構(gòu)件(78、84)中的每個的繞組(80、86)之間的跨所述線圈構(gòu)件(78、84)的各自的中心的最小距離至少與所述殼體(54)的所述至少一個開口(60)在垂直于所述殼體開口方向(66)的方向上的最小尺度一樣大。7.如權(quán)利要求6所述的手持式振蕩施加器(40)，其中，所述活塞(68)的所述第一端(70) 被配備有彎曲的表面。8.如權(quán)利要求7所述的手持式振蕩施加器(40)，其中，兩個線圈構(gòu)件(78、84)的所述繞 組(80、86)中的每個被布置在彎曲的表面上。9.如權(quán)利要求6所述的手持式振蕩施加器(40)，其中，兩個線圈構(gòu)件(78、84)中的每個 線圈構(gòu)件的所述繞組(80、86)以平面的方式被布置。10.如權(quán)利要求6至9中的任一項所述的手持式振蕩施加器(40)，其中，所述兩個線圈構(gòu) 件(78、84)被相同地設(shè)計。11.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的手持式振蕩施加器(40)，其中，所述殼體(54)包 括至少一個人體工學(xué)地形成的握持構(gòu)件(92)。12.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的手持式振蕩施加器(40)，還包括至少一個機(jī)械 緊固構(gòu)件(94)。13.如權(quán)利要求12所述的手持式振蕩施加器(40)，包括若干機(jī)械緊固構(gòu)件(94)，所述機(jī) 械緊固構(gòu)件具有至少一個阻擋構(gòu)件以阻擋所述機(jī)械緊固構(gòu)件(94)之間的任何相對運(yùn)動。14.一種振蕩施加器系統(tǒng)(38)，包括:如前述權(quán)利要求中的任一項所述的手持式振蕩施加器(40)，換能器驅(qū)動單元(42)，其用于對所述至少一個換能器單元(48)進(jìn)行激勵，感測單元(50)，其被配置為確定表示被施加到所述感興趣對象(20)的至少所述部分的 機(jī)械振蕩的幅度的物理量，并且被配置為提供表示所確定的物理量的輸出信號，至少一個電子閉環(huán)控制電路，其用于將所述換能器單元(48)的機(jī)械位移幅度維持在選 定的水平處，其中，所述閉環(huán)控制電路被配置為基于從所述感測單元(50)接收的所述輸出 信號來提供輸出信號以控制所述換能器驅(qū)動單元(42)。
【文檔編號】G01R33/28GK105980873SQ201580005448
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年1月24日
【發(fā)明人】D·維爾茨, P·馬祖爾凱維特茲, C·洛斯勒, P·韋爾尼科爾
【申請人】皇家飛利浦有限公司