CN202386685U

CN202386685U - 磁共振激励系统

Info

Publication number: CN202386685U
Application number: CN2011205088913U
Authority: CN
Inventors: 邹超; 蔡葳蕤; 黄文慧; 朱燕杰; 郑海荣
Original assignee: Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Current assignee: Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2011-12-08
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2021-12-08

Abstract

一种磁共振激励系统，包括气流输出模块和振动模块，所述振动模块与所述气流输出模块相连接；所述气流输出模块包括空气压缩机及比例阀，所述比例阀与所述空气压缩机连通，所述空气压缩机提供气流；所述比例阀用于控制所述气流进气和排气；所述振动模块包括气管及腔体，所述腔体通过所述气管与所述比例阀相连通，所述腔体通过所述气流的进气和排气产生激励机械波。上述磁共振激励系统，采用空气压缩机提供强大的气流，使得最终由腔体产生的激励机械波能量较强，振动幅度大，进而使得磁共振弹性成像的质量大幅提高。

Description

磁共振激励系统

【技术领域】

本实用新型涉及磁共振领域，特别是涉及一种磁共振激励系统。

【背景技术】

MRE(Magnetic Resonance Elastography，磁共振弹性成像)是Muthupillai等人于1995年提出的一种动态的成像技术，其基本原理是基于磁共振成像技术检测体内组织在外部激励机械波作用下产生的质点位移，由此来推算被检测组织的(剪切)弹性系数分布图。弹性(或硬度)是人体组织物理性质中一种重要的机械力学参数，生物组织的弹性模量或硬度依赖于其分子组成以及相应的微观结构，与其生物学特性紧密相关。生物组织的弹性变化常与病理现象紧密相关，病变组织和正常组织往往存在弹性模量或硬度的差异，这种差异在在临床疾病诊断和鉴别中有重要意义。传统的成像方法，如超声，CT，磁共振成像都不能提供组织生物力学方面的信息，而MRE作为一种新型的无创成像方法，能直观显示和量化人体内部组织弹性，并对组织的弹性成像，使“影像触诊”成为可能，在医学诊断上具有很好的发展潜力和应用前景。

磁共振成像技术的基本原理是利用对组织施加的机械振动引起的组织内部的形变来估计剪切模量的。磁共振兼容的外部激励装置产生的谐振剪切波由被检测的组织表面传导入组织内部，由于机械波作用组织内部产生质点位移，利用磁共振相位对比技术获得相位差可检测此微小位移，根据获得的波动的相位图可推算被检测组织的(剪切)弹性系数分布图。由此可见，外部机械剪切波激励装置是磁共振弹性成像中的关键部分。磁共振弹性成像检测系统需要研制外部机械激励系统对组织或仿体表面提供剪切波，形成微小波动位移来检测组织弹性特性。

传统的激励系统主要采用气动法，气动法激励系统一般有主动驱动部分和被动驱动部分。主动驱动由低频音频功放设备(动圈扬声器)提供声波，声波通过空气传播振动，需要通过密封的塑料软管将振动传导到被动驱动装置，引起被动驱动的振动。被动驱动与组织或仿体表面接触，引起剪切波在体内的传播。普通扬声器中有电磁线圈，考虑到对装置的磁兼容性的要求，需要将扬声器放置在离扫描床有一段距离的地方以免电磁线圈对磁场的干扰。这样扬声器产生的气流振动需要远离位于MRI扫描仪中的被激励物体，导致激励机械波有一定的衰减，到达组织表面的激励机械波振幅变得很弱，对振动在组织内部的传播深度有很大的影响。

【实用新型内容】

基于此，有必要提供一种激励机械波振幅强的磁共振激励系统。

一种磁共振激励系统，包括气流输出模块和振动模块，所述振动模块与所述气流输出模块相连接；所述气流输出模块包括空气压缩机及比例阀，所述比例阀与所述空气压缩机连通，所述空气压缩机提供气流；所述比例阀用于控制所述气流进气和排气；所述振动模块包括气管及腔体，所述腔体通过所述气管与所述比例阀相连通，所述腔体通过所述气流的进气和排气产生激励机械波。

进一步地，所述气流输出模块还包括过滤器，所述比例阀通过所述过滤器与所述空气压缩机相连接，所述过滤器可过滤空气压缩机提供的气流中的杂质。

进一步地，所述比例阀为压电陶瓷比例阀。

进一步地，还包括与所述比例阀电连接的控制模块，所述控制模块产生控制信号，所述比例阀接收所述控制信号并根据所述控制信号控制所述气流进气和排气。

进一步地，所述控制模块包括：

信号处理器，产生数字信号；及

数模转换器，与信号处理器电连接，将数字信号转换成模拟信号并输出。

进一步地，所述比例阀还控制所述气流的流量。

进一步地，所述腔体包括由磁兼容材料制成的筒体，所述筒体具有开口端及与所述开口端相对的密封端，且所述开口端设有密封的弹性薄膜。

进一步地，所述筒体为塑料筒。

【附图说明】

图1为一实施例的磁共振激励系统的模块图；

图2为图1所示磁共振激励系统的详细模块图；

图3为图1所示磁共振激励系统的工作示意图；

图4为另一实施例的磁共振激励系统的模块图。

【具体实施方式】

为了解决传统的磁共振激励系统远离位于MRI扫描仪中的被激励物体，导致激励机械波有一定的衰减，到达组织表面的激励机械波振幅弱的问题，提出了一种振动强度强的磁共振激励系统。

请参阅图1，本实施例的磁共振激励系统，包括气流输出模块100和振动模块200，气流输出模块100与振动模块200相连接。

气流输出模块100包括：空气压缩机120及比例阀140。空气压缩机120用于提供气流。空气压缩机120是将其内部的电动机提供的机械能转换成气体压力能的装置，能提供强大的压缩气流。

比例阀140，与空气压缩机120相连通。比例阀140用于控制空气压缩机120所提供的气流的进气和排气。

振动模块200，包括气管220及腔体240。腔体240通过气管220与比例阀140相连通，空气压缩机120所产生的强大气流经比例阀140的调控通过气管220进入腔体240。

在进行磁共振弹性成像扫描时，腔体240紧贴被激励物体表面，比例阀140进行进气和排气操作，腔体240通过气流的进气和排气产生激励机械波通过被激励物体表面传导入组织内部，产生质点位移。利用磁共振相位对比技术获得的相位差可检测此微小位移，根据获得的波动的相位图可推算并重建被测组织的(剪切)弹性系数分布图。需要指出的是，通过比例阀140调控的气流在腔体240上产生的激励机械波频率在50～500Hz之间，使激励波满足弹性成像激励所需的低频。

上述磁共振激励系统，采用空气压缩机120提供强大的压缩气流，使得最终由腔体240产生的激励机械波能量较强，振动幅度大，进而使得磁共振弹性成像的质量大幅提高。

需要注意的是，比例阀140还可以用于控制气流的流量，通过有规律地控制气流的流量，亦可以在腔体240里产生低频的机械波。如图2所示，气流输出模块100还可以包括过滤器160，比例阀140通过过滤器160与空气压缩机120相连通，过滤器160可用于过滤空气压缩机120提供的气流的杂质。气流中往往会含有很多杂质，会直接影响比例阀140的工作，在空气压缩机120和比例阀140之间加入过滤器160，使气流在进入比例阀140前先进行过滤，消除杂质对比例阀140的影响。

振动模块200的应用请参阅图3所示，整个腔体240均使用磁兼容性的材料制成，大致为圆筒状，包括具有开口端及与开口端相对的密封端的筒体(图未标)，筒体为塑料筒。筒体的开口端设有密封的弹性薄膜(图未示)。筒体为塑料筒，具有磁兼容性，同时还能屏蔽外界声波或噪声。需要注意的是，筒体在满足磁兼容性的前提下也可以由其它材料制成，不限于塑料。

工作时，腔体240上的弹性薄膜紧贴被激励物体300，气流输出模块提供的气流使得弹性薄膜产生振动，产生激励机械波，传导给被激励物体300。

为了进一步消除磁共振激励系统远离位于MRI扫描仪中的被激励物体导致的机械激励波减弱的影响，比例阀140可以为压电陶瓷比例阀。压电陶瓷是一种电能和机械能可以转换的陶瓷材料，它既可以将机械能转化为电能，也可以将电能转化为机械能。压电陶瓷比例阀具有良好的磁兼容性，因此比例阀140可以放在离磁共振扫描系统十分近的地方，而不用担心会对磁共振系统进行电磁干扰。

在另一实施例中，请参阅图4，磁共振激励系统还包括控制模块400，控制模块400与比例阀140电连接。控制模块400用于产生控制信号，比例阀140用于接收控制模块400产生的控制信号并根据控制信号控制气流进气和排气。

控制模块包括信号处理器420、数模转换器440。信号处理器420用于根据磁共振序列产生数字信号。数模转换器440与信号处理器420电连接，用于将数字信号转换成模拟信号并输出给比例阀140，比例阀140根据该信号调节控制气流。

在磁共振激励系统中加入控制模块400，可以对最后产生的激励机械波进行精确控制，同时，由于磁共振弹性成像基于磁共振相位对比技术的特性，即在扫描脉冲序列中加入运动敏感梯度来检测质子运动的信息，运动敏感梯度的周期须与外部振动的周期一致，即与激励机械波的周期一致。加入控制模块400，对激励机械波进行精确控制，使得激励机械波与磁共振成像序列中的运动敏感梯度同步，满足了磁共振弹性成像的需要。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种磁共振激励系统，其特征在于，包括：

气流输出模块，包括：

空气压缩机，提供气流；及

比例阀，与所述空气压缩机连通，所述比例阀用于控制所述气流进气和排气；

振动模块，与所述气流输出模块相连接，包括：

气管；及

腔体，通过气管与所述比例阀相连通，所述腔体通过所述气流的进气和排气产生激励机械波。

2.根据权利要求1所述的磁共振激励系统，其特征在于，所述气流输出模块还包括过滤器，所述比例阀通过所述过滤器与所述空气压缩机相连接，所述过滤器可过滤空气压缩机提供的气流中的杂质。

3.根据权利要求1所述的磁共振激励系统，其特征在于，所述比例阀为压电陶瓷比例阀。

4.根据权利要求1所述的磁共振激励系统，其特征在于，还包括与所述比例阀电连接的控制模块，所述控制模块产生控制信号，所述比例阀接收所述控制信号并根据所述控制信号控制所述气流进气和排气。

5.根据权利要求4所述的磁共振激励系统，其特征在于，所述控制模块包括：

信号处理器，产生数字信号；及

6.根据权利要求1所述的磁共振激励系统，其特征在于，所述比例阀还控制所述气流的流量。

7.根据权利要求1所述的磁共振激励系统，其特征在于，所述腔体包括由磁兼容材料制成的筒体，所述筒体具有开口端及与所述开口端相对的密封端，且所述开口端设有密封的弹性薄膜。

8.根据权利要求7所述的磁共振激励系统，其特征在于，所述筒体为塑料筒。