CN112345991A - 磁共振弹性成像激发装置与磁共振弹性成像系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磁共振弹性成像激发装置与磁共振弹性成像系统，其中，磁共振弹性成像激发装置，包括振动激发结构、中心板以及N个夹板；所述振动激发结构与所述中心板连接，且所述振动激发结构用于激发所述中心板产生振动；所述N个夹板均与所述中心板相连，且所述N个夹板所述中心板之间围合形成容置空间，至少一个所述夹板活动安装在所述中心板上。本发明实施例能够提高驱动频率特性准确性，有效提升脑组织磁共振弹性成像时的信噪比。

Description

磁共振弹性成像激发装置与磁共振弹性成像系统

技术领域

本发明涉及磁共振技术领域，具体地，涉及一种磁共振弹性成像激发装置与磁共振弹性成像系统。

背景技术

众所周知，磁共振弹性成像(Magnetic Resonance Elastography，MRE)是一种非侵入性定量检测软组织弹性及结构的影像检查手段。在MRE的检测过程中，通常需要采用振动激发装置将比较轻微的机械振动传导至被检测的组织部位，以使得核磁共振机器能够对振动波在组织内的动态传播信息进行采集。

然而，发明人在实施MRE检测的过程中，发现现有技术针对脑组织进行磁共振弹性成像时，存在信噪比较差，同时驱动频率特性不够准确问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种磁共振弹性成像激发装置与磁共振弹性成像系统，以解决现有技术针对脑组织进行磁共振弹性成像时，信噪比较差，驱动频率特性不够准确的问题。

根据本发明提供的磁共振弹性成像激发装置，包括振动激发结构、中心板以及N个夹板，其中，N为正整数；

所述振动激发结构与所述中心板连接，且所述振动激发结构用于激发所述中心板产生振动；所述N个夹板均与所述中心板相连，且所述N个夹板之间围合形成容置空间，至少一个所述夹板活动安装在所述中心板上。

可选地，在所述夹板的数量为多个的情况下，每一所述夹板的相对于所述容置空间的外侧设均设置有用于扎带穿设的开口，所述扎带用于将所述多个夹板相对固定。

可选地，所述振动激发结构包括支撑组件、驱动线圈以及振动传递组件；

所述驱动线圈转动安装在所述支撑组件上，所述振动传递组件的第一端与所述驱动线圈相连，所述振动传递组件的第二端与所述中心板相连。

可选地，所述支撑组件包括底板、支撑座以及转轴；

所述底板上设置有沿厚度方向贯穿所述底板的第一开孔，所述支撑座安装于所述底板的第一端部，所述转轴安装于所述支撑座上；

所述驱动线圈转动安装在所述转轴上，所述振动传递组件沿第一端到第二端延伸贯穿所述第一开孔后与所述中心板相连。

可选地，所述支撑座的数量为两个，两个所述支撑座分设于所述第一开孔的两侧，所述转轴沿长度延伸方向的两端分别连接于两个所述支撑座上。

可选地，所述第一开孔为条形孔；所述底板的第一端面上设置有导向结构，所述支撑座滑动安装于所述导向结构上，且所述支撑座能够沿所述条形孔的长度方向相对所述底板滑动。

可选地，所述振动传递组件包括连杆与导杆，所述连杆的一端与所述导杆的一端可拆卸连接，所述连杆的另一端与所述驱动线圈连接，所述导杆的另一端与所述中心板相连。

本发明实施例还提供了一种磁共振弹性成像系统，包括磁共振头线圈与上述的磁共振弹性成像激发装置；

所述磁共振头线圈围合形成有容纳空间，所述磁共振弹性成像激发装置所包括的中心板与N个夹板均安装于所述容纳空间中。

可选地，磁共振弹性成像系统还包括主磁体、磁共振控制台、信号发生器以及功率放大器；

在振动激发结构包括驱动线圈的情况下，所述磁共振控制台、所述信号发生器、所述功率放大器以及所述驱动线圈依次连接；所述驱动线圈位于所述主磁体所产生的磁场中。

可选地，所述驱动线圈通过导线传输线与所述功率放大器连接；

所述导线传输线的延伸方向与所述主磁体产生的磁场方向一致。

本发明实施例提供的磁共振弹性成像激发装置，包括振动激发结构、中心板以及N个夹板，其中，振动激发结构与中心板相连，并可以将产生的振动传递到中心板与N个夹板上；而N个夹板和中心板之间形成有一容置空间，通过至少一个夹板与中心板活动连接，使得该容置空间能够用于被测试者的头部的伸入与有效固定，进而振动激发结构产生的振动能够高效作用于脑组织，有效提高驱动频率特性准确性，提升脑组织磁共振弹性成像时的信噪比。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例提供的磁共振弹性成像激发装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中磁共振弹性成像激发装置与磁共振头线圈的装配示意图；

图3为本发明实施例提供的磁共振弹性成像系统的结构示意图。

图中示出：底板1、支撑座2、转轴3、驱动线圈4、连杆5、导杆6、中心板7、第一夹板8、第二夹板9、第三夹板10、磁共振头线圈11、主磁体12、磁共振控制台13、信号发生器14、功率放大器15。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明实施例提供的磁共振弹性成像激发装置，包括振动激发结构、中心板7以及N个夹板，其中，N为正整数；

所述振动激发结构与所述中心板7连接，且所述振动激发结构用于激发所述中心板7产生振动；所述N个夹板均与所述中心板7相连，且所述N个夹板与所述中心板7之间围合形成容置空间，至少一个所述夹板活动安装在所述中心板7上。

上述振动激发结构可以是指能够产生振动的结构，例如，可以是振动马达；再例如，磁共振弹性成像激发装置通常工作于磁场环境下，振动激发结构可以是一可以通入交变电流的线圈等等，此处不做具体限定，能够产生一定频率的振动以便后续进行磁共振弹性成像(Magnetic Resonance Elastography，MRE)即可。

在对各类组织磁共振弹性成像时的信噪比的研究过程中，发现脑组织成像磁共振弹性成像时信噪比相对较长，信噪比提升比较困难；同时，驱动的非激发频率成分较大，频谱特性不理想；通过对现有技术中的磁共振弹性成像激发装置的结构分析发现：现有的磁共振弹性成像激发装置与被测试者脑部进行接触的部分仅仅是一块平板或是一个小的部位；一方面，磁共振弹性成像激发装置与脑部的相对固定不够可靠，产生的振动难以有效作用到脑组织上；另一方面，人体头部相较于身体其他部位通常更难放松，进一步导致脑组织难以得到有效的振动。以上因素导致了现有技术中脑组织磁共振弹性成像时信噪比提升困难，频率特性不佳。

基于以上发现，本实施例中，设置了中心板7与N个夹板连接的结构。其中，上述N个夹板和中心板7之间形成一容置空间，在实际应用中，该容置空间可以用于对被测试者的头部进行容置；此外，至少有一个夹板是活动安装在中心板7上，可以使得容置空间的大小能够得到调节，便于头部的伸入、固定与伸出。

此处的活动安装，可以是指铰接，也可以是可拆卸的形式，或者通过伸缩杆使得夹板与中心板7之间的距离可调的形式等。例如，在夹板的数量为一个的情况下，通过调节夹板与中心板7之间的相对距离，使得容置空间的大小能够调节。当然，这里仅仅只是对夹板与中心板7之间连接方式的一种举例，两者之间实际的活动安装的方式，可以根据需要进行设计。

在头部伸入到容置空间中后，头部与上述N个夹板之间可以相对固定，例如，可以通过卡扣、扎带等进行对不同夹板之间，或者夹板与中心板7之间进行相对位置的固定，从而进一步使得位于容置空间中的头部与N个夹板之间进行有效固定；如此，可以通过N个夹板以及中心板7实现对头部的包覆，有效提高与头部之间固定强度。另外，中心板7与振动激发结构相连，进而使得振动激发结构可以将产生的振动有效传递至头部，并使得脑组织得到有效振动，进而能够有效提升脑组织磁共振弹性成像时信噪比。

可见，本发明实施例提供的磁共振弹性成像激发装置，包括振动激发结构、中心板7以及N个夹板，其中，振动激发结构与中心板7相连，并可以将产生的振动传递到中心板7与N个夹板上；而N个夹板与中心板7之间形成有一容置空间，通过至少一个夹板与中心板活动连接，使得该容置空间能够用于被测试者的头部的伸入与有效固定，进而振动激发结构产生的振动能够高质量作用于脑组织，有效提高驱动频率特性准确性，提升脑组织磁共振弹性成像时的信噪比。

结合图1，在一个示例中，上述N个夹板，具体为四个夹板，其中包括了一块上夹板8、两块侧夹板9以及一块下夹板10，四个夹板可以从四个方向将振动传递到脑组织中。以上四个夹板可以均铰接安装在中心板7上，通过转动夹板，可以使得容置空间得到变大或缩小；四个夹板可以从四个方向对被测试者头部进行包覆，有效保证了对不同头型的适应能力。

当然，本示例也只是针对以上N个夹板的具体组成进行举例说明，在实际应用中，夹板的数量，以及部分夹板与中心板的连接方式，可以根据需要进行调整。

可选地，在所述夹板的数量为多个的情况下，每一所述夹板的相对于所述容置空间的外侧设均设置有用于扎带穿设的开口，所述扎带用于将所述多个夹板相对固定。

参考图1，在一个举例中，每一上述夹板均可以包括一本体与一C型结构，本体与C型结构之间可以是一体成型、焊接或者紧固连接等，如此，本体与C型结构之间围合形成了一开口，该开口可以用于扎带的穿入。

每一夹板上均设置有开口，在对头部进行固定时，可以将扎带穿过全部夹板上的开口，通过打结、魔术贴等方式将扎带进行固定，从而也实现了夹板之间的相对固定，以及夹板与头部之间的可靠固定。

可选地，所述振动激发结构包括支撑组件、驱动线圈4以及振动传递组件；

所述驱动线圈4转动安装在所述支撑组件上，所述振动传递组件的第一端与所述驱动线圈4相连，所述振动传递组件的第二端与所述中心板7相连。

本实施例中，振动激发结构具体是通过驱动线圈4的运动来进行振动激发的。如上文所述，磁共振弹性成像激发装置通过是工作于磁场环境中的，如果在驱动线圈4中通入交变电流或者脉冲电流等，则会引起感应磁场的变化，而在外部磁场的作用下，驱动线圈4可以相对于支撑组件产生转动，以尝试抵消感应磁场变化的影响。

此外，驱动线圈4通过振动传递组件与中心板7相连，该振动传递组件可以是杆件或板件等，以刚性件为佳，以便能够有效对振动进行传递。

本实施例中，通过电磁驱动的方式，解决了产生磁共振弹性成像所需的外部振动的问题；同时无需在支撑组件上设置重量较大的振动马达等结构，降低了磁共振弹性成像激发装置整体重量。此外，磁共振弹性成像激发装置可能处于强磁环境下，使用驱动线圈4能够有效适应强磁环境对振动运动的影响。

可选地，所述支撑组件包括底板1、支撑座2以及转轴3；

所述底板1上设置有沿厚度方向贯穿所述底板1的第一开孔，所述支撑座2安装于所述底板1的第一端部，所述转轴3安装于所述支撑座2上；

所述驱动线圈4转动安装在所述转轴3上，所述振动传递组件沿第一端到第二端延伸贯穿所述第一开孔后与所述中心板7相连。

结合图1，本实施例中，底板1的第一端部可以认为是底板1的上端部，即支撑座2位于底板1的上端面上，而转动3安装于支撑座2上，用于给驱动线圈4提供一转动中心轴。

振动传递组件在长度延伸方向上穿过第一开孔，也就是说，振动传递组件的一端可以连接位于底板1上方的驱动线圈4，另一端可连接位于底板1下方的中心板7；与此同时，第一开孔的大小可以使用振动传递组件的摆动行程范围。

可选地，所述支撑座2的数量为两个，两个所述支撑座2分设于所述第一开孔的两侧，所述转轴3沿长度延伸方向的两端分别连接于两个所述支撑座2上。

如图1所示，本实施例中，转动3可以是跨设在第一开孔之上的，转轴3的两端分别连接与两个支撑座2上，可以有效保证对驱动线圈4、振动传递组件等结构的支撑强度。

可选地，所述第一开孔为条形孔；所述底板1的第一端面上设置有导向结构，所述支撑座2滑动安装于所述导向结构上，且所述支撑座2能够沿所述条形孔的长度方向相对所述底板1滑动。

本实施例中，支撑座2能够连同安装在其上的结构，例如转轴3、驱动线圈4等，相对于底板1进行位置的调整，而条形孔则能够适应振动传递组件的位置变化，保证振动传递组件能够正常的摆动。

上述导向结构可以是导向槽或者导向块等，此处不作具体限定。

本实施例通过将支撑座2滑动连接在底板1上，有助于调整驱动线圈4与磁共振头线圈之间的空间距离，进而保证脑组织磁共振弹性成像效果。

可选地，所述振动传递组件包括连杆5与导杆6，所述连杆5的一端与所述导杆6的一端可拆卸连接，所述连杆5的另一端与所述驱动线圈4连接，所述导杆6的另一端与所述中心板7相连。

本实施例中，通过连杆5和导杆6的结构，实现了将振动激发结构产生的振动传递到全脑包覆式结构的功能，有助于解决了脑组织定频率准确驱动问题。

此外，连杆5与导杆6的可拆卸连接的构造，能够方便图1中所示的底板1的上下两部分的拆卸与装配，进而方便对整个磁共振弹性成像激发装置的存放、运输与组装。

如图2所示，本发明实施例还提供了一种磁共振弹性成像系统，包括磁共振头线圈11与上述的磁共振弹性成像激发装置；

所述磁共振头线圈11围合形成有容纳空间，所述磁共振弹性成像激发装置所包括的中心板7与N个夹板均安装于所述容纳空间中。

通常来说，磁共振头线圈11是进行磁共振弹性成像的重要组成部分，可以用于负责信号的传递等，其具体的工作过程为现有技术，此处不再赘述。

而本实施例提供的磁共振弹性成像系统，是包括了上述磁共振弹性成像激发装置的系统，上述磁共振弹性成像激发装置的实施例均适用于该磁共振弹性成像系统中，并能够取得相同的技术效果，此处亦不再赘述。

在一个示例中，上述的磁共振头线圈11还可以是固定在磁共振弹性成像激发装置所包括的底板1上的。

可选地，如图3所示，上述磁共振弹性成像系统还包括主磁体12、磁共振控制台13、信号发生器14以及功率放大器15；

在振动激发结构包括驱动线圈4的情况下，所述磁共振控制台13、所述信号发生器14、所述功率放大器15以及所述驱动线圈4依次连接；所述驱动线圈4位于所述主磁体12所产生的磁场中。

具体来说，磁共振控制台13依据扫描序列设置发出触发信号，以同步序列扫描和驱动线圈4振动。信号发生器14接收到触发信号后发出驱动信号，经功率放大器15放大后，由驱动导线传至驱动线圈4，驱动线圈4在主磁体12产生的磁场的驱动下开始运动。

可选地，驱动线圈4通过导线传输线与所述功率放大器15连接；

所述导线传输线的延伸方向与所述主磁体12产生的磁场方向一致。

本实施例中，将导线传输线的延伸方向与主磁体12的磁场方向设置为一致，可以有效避免采集信号的信噪比降低问题。

参考图1与图2，以下针对本发明实施例提供的磁共振弹性成像系统的一个具体应用例进行说明：

磁共振弹性成像系统所包括的磁共振弹性成像激发装置，可以认为是全脑包覆式电磁驱动头部磁共振弹性成像激发装置，其包括：主要由底板1、支撑架2、转轴3和驱动线圈4组成的电磁驱动结构，由四块夹板和中心板7构成的全脑包覆结构，这两个结构通过连杆5和导杆6连接进行传动。

底板1放置于磁共振头部线圈11外部，并通过调节位于内侧的固定螺栓来辅助固定。两个支撑座2固定于底板1上，用于支撑转轴3。同时支撑座2可以在底板的滑槽中改变位置，保证驱动线圈4与磁共振头线圈11的空间距离。驱动线圈4穿过转轴3，使得驱动线圈4可绕转轴3转动。连杆5通过螺纹与线圈4固连，使得连杆可随线圈一起运动。导杆6通过螺钉与连杆5固连，中心板7通过螺栓与导杆6固连。上夹板8、两块侧夹板9与下夹板10通过螺栓与中心板7连接。通过扎带可将上夹板8、两块侧夹板9与下夹板10包覆住人的头部。夹板上的通孔可以使捆扎带穿过，并通过收束捆扎带的方式使四块夹板从四个方向贴紧人的头部，进而使得人的头部跟随驱动线圈4一起振动，并从四个方向将振动传递到脑组织中。

结合以上具体应用例可见，本发明实施例提供的磁共振弹性成像系统通过采用电磁驱动方式，解决了产生磁共振弹性成像所需的外部振动的问题；通过采用多块夹板构成的全脑包覆结构，实现了整个头部的振动产生，解决了脑组织磁共振弹性成像时信噪比提升困难的问题。通过采用连杆和导杆结构，实现了将电磁驱动结构产生的振动传递到全脑包覆结构的功能，解决了脑组织定频率准确驱动问题。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种磁共振弹性成像激发装置，其特征在于，包括振动激发结构、中心板以及N个夹板，其中，N为正整数；

所述振动激发结构与所述中心板连接，且所述振动激发结构用于激发所述中心板产生振动；所述N个夹板均与所述中心板相连，且所述N个夹板与所述中心板之间围合形成容置空间，至少一个所述夹板活动安装在所述中心板上。

2.根据权利要求1所述的磁共振弹性成像激发装置，其特征在于，在所述夹板的数量为多个的情况下，每一所述夹板的相对于所述容置空间的外侧设均设置有用于扎带穿设的开口，所述扎带用于将所述多个夹板相对固定。

3.根据权利要求1所述的磁共振弹性成像激发装置，其特征在于，所述振动激发结构包括支撑组件、驱动线圈以及振动传递组件；

所述驱动线圈转动安装在所述支撑组件上，所述振动传递组件的第一端与所述驱动线圈相连，所述振动传递组件的第二端与所述中心板相连。

4.根据权利要求3所述的磁共振弹性成像激发装置，其特征在于，所述支撑组件包括底板、支撑座以及转轴；

所述底板上设置有沿厚度方向贯穿所述底板的第一开孔，所述支撑座安装于所述底板的第一端部，所述转轴安装于所述支撑座上；

所述驱动线圈转动安装在所述转轴上，所述振动传递组件沿第一端到第二端延伸贯穿所述第一开孔后与所述中心板相连。

5.根据权利要求4所述的磁共振弹性成像激发装置，其特征在于，所述支撑座的数量为两个，两个所述支撑座分设于所述第一开孔的两侧，所述转轴沿长度延伸方向的两端分别连接于两个所述支撑座上。

6.根据权利要求4或5所述的磁共振弹性成像激发装置，其特征在于，所述第一开孔为条形孔；所述底板的第一端面上设置有导向结构，所述支撑座滑动安装于所述导向结构上，且所述支撑座能够沿所述条形孔的长度方向相对所述底板滑动。

7.根据权利要求3所述的磁共振弹性成像激发装置，其特征在于，所述振动传递组件包括连杆与导杆，所述连杆的一端与所述导杆的一端可拆卸连接，所述连杆的另一端与所述驱动线圈连接，所述导杆的另一端与所述中心板相连。

8.一种磁共振弹性成像系统，其特征在于，包括磁共振头线圈与如权利要求1至7任一项所述的磁共振弹性成像激发装置；

所述磁共振头线圈围合形成有容纳空间，所述磁共振弹性成像激发装置所包括的中心板与N个夹板均安装于所述容纳空间中。

9.根据权利要求8所述的磁共振弹性成像系统，其特征在于，还包括主磁体、磁共振控制台、信号发生器以及功率放大器；

在振动激发结构包括驱动线圈的情况下，所述磁共振控制台、所述信号发生器、所述功率放大器以及所述驱动线圈依次连接；所述驱动线圈位于所述主磁体所产生的磁场中。

10.根据权利要求9所述的磁共振弹性成像系统，其特征在于，所述驱动线圈通过导线传输线与所述功率放大器连接；

所述导线传输线的延伸方向与所述主磁体产生的磁场方向一致。

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