氣動振動裝置制造方法
【專利摘要】一種氣動振動裝置，用于對被測部位進(jìn)行磁共振彈性成像，所述裝置包括：主動振動器、與主動振動器連接的連接腔、與連接腔連接的導(dǎo)管和與導(dǎo)管連接的被動振動器，所述被動振動器的振動面為曲面，所述曲面的曲率半徑與被測部位的曲率半徑匹配。該裝置能夠增大與被測部位的接觸面積,有效增大推動力，并且容易固定。
【專利說明】氣動振動裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及磁共振成像【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種氣動振動裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 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。以檢測生物組織彈性模量為目的的彈 性成像技術(shù)是近年來興起的診斷成像技術(shù)，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（Magnetic Resonance Imaging，MRI)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(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)前最重要的臨床診斷手段 之一。
[0003] MRE (Magnetic Resonance Elastography，磁共振彈性成像）基本原理是基于 MRI 技術(shù)檢測體內(nèi)組織在外部激勵機(jī)械波作用下產(chǎn)生的質(zhì)點(diǎn)位移，由此來推算被檢測組織的 (剪切）彈性系數(shù)分布圖。MRE技術(shù)的基本原理是利用掃描序列和與其同步的外部振動裝 置，在人體表面產(chǎn)生周期性的振動，進(jìn)而使被測物體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生位移，通過使用磁共振對 運(yùn)動物體的相位檢測技術(shù)，將采集得到的相位圖通過重建算法得到被測物體的彈性系數(shù)分 布圖。
[0004] 外部振動裝置中與人體表面接觸的是被動振動器，傳統(tǒng)的被動振動器與人體表面 接觸的一面是平面的，而人體表面具有一定弧度，使得被動振動器與人體直接接觸的面積 較小，由此導(dǎo)致推動力較小，并且不易固定。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種能夠有效能夠增大與被測部位的接 觸面積，有效增大推動力，并且容易固定的氣動振動裝置。
[0006] 一種氣動振動裝置，用于對被測部位進(jìn)行磁共振彈性成像，所述裝置包括：主動振 動器、與主動振動器連接的連接腔、與連接腔連接的導(dǎo)管和與導(dǎo)管連接的被動振動器，所述 被動振動器的振動面為曲面，所述曲面的曲率半徑與被測部位的曲率半徑匹配。
[0007] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述連接腔設(shè)有安裝孔和短管，所述安裝孔用于安裝和固 定所述主動振動器，所述短管用于連接所述導(dǎo)管。
[0008] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述安裝孔位于所述連接腔的一側(cè)，所述短管位于連接腔 的另一側(cè)。
[0009] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述連接腔與所述導(dǎo)管之間設(shè)有安裝接頭，所述安裝接頭 包括安裝管和連接管，安裝管一端設(shè)有開孔，另一端設(shè)有螺紋孔，連接管一端卡設(shè)在開孔 內(nèi)，另一端設(shè)有多個(gè)突起。
[0010] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述安裝接頭的安裝管與所述連接腔的短管連接，所述安 裝接頭的連接管與所述導(dǎo)管連接。
[0011] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述被動振動器振動面和底座，所述振動面與所述底座通 過橡膠連接。
[0012] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述底座上設(shè)有導(dǎo)管接口，所述導(dǎo)管接口設(shè)有外螺紋。
[0013] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述被動振動器與所述導(dǎo)管之間設(shè)有安裝接頭，所述安裝 接頭的安裝管與所述被動振動器的導(dǎo)管接口連接，所述安裝接頭的連接管與所述導(dǎo)管連 接。
[0014] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述連接腔為共振腔。
[0015] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述共振腔的共振頻率由所述共振腔的機(jī)械參數(shù)來決定。
[0016] 上述氣動振動裝置，該裝置包括：主動振動器、與主動振動器連接的連接腔、與連 接腔連接的導(dǎo)管和與導(dǎo)管連接的被動振動器，被動振動器的振動面為曲面，曲面的曲率半 徑與被測部位的曲率半徑匹配。由于被動振動器的振動面為曲面，且曲面的曲率半徑與被 測部位的曲率半徑相等或近似相等，由此增大了與被測部位的接觸面積，因此有效能夠增 大與被測部位的接觸面積，有效增大推動力，并且容易固定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為一個(gè)實(shí)施例中氣動振動裝置的爆炸圖；
[0018] 圖2為圖1中連接腔的剖面圖；
[0019] 圖3為圖1中安裝接頭的剖面圖；
[0020] 圖4為圖1中被動振動器的俯視圖；
[0021] 圖5為圖4中被動振動器的A-A剖面的左視圖；
[0022] 圖6為圖1中導(dǎo)管的剖面圖；
[0023] 圖7為一個(gè)實(shí)施例中共振腔的尺寸圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本 實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0025] 一種氣動振動裝置，用于對被測部位進(jìn)行磁共振彈性成像，通過與磁共振控制設(shè) 備連接，根據(jù)磁共振掃描控制信號在被測部位形成振源將振動傳導(dǎo)至被測部位，在被測部 位內(nèi)部激發(fā)剪切波。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖1所示，提供了該氣動振動裝置的爆炸圖。該 氣動振動裝置包括主動振動器110、連接腔120、第一安裝接頭130、導(dǎo)管140、第二安裝接頭 150和被動振動器160,主動振動器110與連接腔120連接，具體的，通過連接腔120上的安 裝孔安裝主動振動器110。連接腔120與導(dǎo)管140通過第一安裝接頭130連接，導(dǎo)管140與 被動振動器160通過第二安裝接頭150連接，被動振動器160的振動面為曲面，曲面的曲率 半徑與被測部位的曲率半徑匹配。振動面是指被動振動器與被測部位接觸，并且與主振動 器振動形式相同的一面。匹配包括相等和近似相等。連接腔120、第一安裝接頭130、導(dǎo)管 140、第二安裝接頭150和被動振動器160可以有多個(gè)。可根據(jù)不同需要，通過第一安裝接 頭130更換不同的連接腔120或?qū)Ч?40以及通過第二安裝接頭150更換不同的導(dǎo)管140 或被動振動器160。
[0026] 如圖2所示，為圖1中連接腔120的剖面圖。連接腔設(shè)有安裝孔122和短管124。 安裝孔122用于安裝和固定主動振動器110,短管124用于連接導(dǎo)管140。安裝孔122位于 連接腔120的一側(cè)，安裝孔122的尺寸可不同，與主動振動器的安裝尺寸相匹配。短管124 位于連接腔120的另一側(cè)，并設(shè)有外螺紋。在一個(gè)實(shí)施例中，連接腔120為共振腔，優(yōu)選的， 共振腔為亥姆霍茲共振器。腔體的形狀包括但不限于球形、錐形等。共振腔的共振頻率由 共振腔的機(jī)械參數(shù)來決定。
[0027] 連接腔120與導(dǎo)管140之間設(shè)有第一安裝接頭130,如圖3所示，為圖1中第一安 裝接頭130的剖面圖。第一安裝接頭130包括安裝管132和連接管134,安裝管一端設(shè)有開 孔，另一端設(shè)有螺紋孔，連接管134-端卡設(shè)在開孔內(nèi)，另一端設(shè)有多個(gè)突起。連接管134內(nèi) 部形成氣體通道。安裝管132與連接腔120的短管124通過螺紋連接，連接管134插入導(dǎo) 管140,連接管的多個(gè)突起能夠有效防止漏氣。安裝管132的尺寸可不同，可根據(jù)短管124 的直徑來更換尺寸匹配的第一安裝接頭130。
[0028] 如圖4所示，為圖1中被動振動器160的俯視圖。被動振動器160包括振動面162 和底座164,振動面162與底座164通過彈性橡膠166連接，使得振動面162與底座164形 成空腔，由此傳遞主振動器110的振動形式。底座164的一側(cè)設(shè)有導(dǎo)管接口 1642,導(dǎo)管接口 1642設(shè)有外螺紋。圖5為圖4中被動振動器160的A-A剖面的左視圖。振動面162為曲 面，該曲面的曲率與被測部位的曲率半徑匹配。被動振動器160與導(dǎo)管140之間設(shè)有第二 安裝接頭150,第二安裝接頭150與第一安裝接頭130結(jié)構(gòu)可相同，尺寸大小可不同。第二 安裝接頭150也包括安裝管和連接管，安裝管與被動振動器160的導(dǎo)管接口 1642連接，安 裝接頭的連接管與導(dǎo)管140連接。導(dǎo)管140的剖視圖如圖6所示。利用第二安裝接頭150 可根據(jù)不同的被測部位更換不同曲率半徑的被動振動器160。
[0029] 氣動振動裝置的工作原理如下。
[0030] 主動振動器可以采用揚(yáng)聲器或其他機(jī)電裝置，將電信號轉(zhuǎn)換為相同頻率的機(jī)械振 動。電信號為正弦信號，由磁共振掃描同步信號控制其產(chǎn)生和關(guān)斷。具體的，通過電子控制 裝置接收磁共振掃描器發(fā)來的同步控制信號，并根據(jù)該同步控制信號產(chǎn)生與被測部位對應(yīng) 的頻率的正弦波信號。主動振動器根據(jù)該正弦波信號產(chǎn)生相同頻率的機(jī)械振動。正弦波信 號的頻率根據(jù)被測部位的不同而不同，例如測量人體肝臟部位所需的頻率為60赫茲。電子 控制裝置通過高速USB總線與磁共振掃描器相連，電子控制裝置在接收到掃描任務(wù)，記錄 掃描參數(shù)之后，開始進(jìn)行掃描。
[0031] 被動振動器，根據(jù)導(dǎo)管中的聲壓產(chǎn)生機(jī)械振動，由于被動振動器的振動面為曲面， 曲面的曲率半徑與被測部位的曲率半徑匹配，在與被測部位進(jìn)行接觸時(shí)，兩者的表面平行， 其中平行包括近似平行。不同的被測部位需要的振動頻率不一樣，而且不同被測部位的曲 率也不一樣，因此不同的被測部位需要不同曲面的被動振動器。以肝臟部位為例，被動振動 器要貼合人體表面就要和人體肋骨的彎曲相近，肝臟彈性成像所需的被動振動器與肝臟部 位的接觸面的曲率半徑大概為18厘米。被動振動器與被測部位接觸之后，被動振動器的與 被測部位的接觸面為曲面，曲面的曲率半徑與被測部位的曲率半徑相等或近似相等，增大 了與被測部位的接觸面積，有效增大推動力，彎曲表面有利于被動振動器的固定。此外，接 觸面為曲面減少了被動振動器與被測部位接觸帶來的壓迫感。
[0032] 連接腔可以為共振腔，優(yōu)選的，共振腔為亥姆霍茲共振器，主振動器產(chǎn)生的機(jī)械波 在共振腔中發(fā)生共振，對導(dǎo)管中的氣體附加與共振頻率相同的聲壓。共振腔的共振頻率由 共振腔的機(jī)械參數(shù)來決定，使得共振頻率等于主動振動器的輸出頻率，以此增強(qiáng)短管處的 空氣振動，由此在導(dǎo)管的氣體中附加一個(gè)和主振動器頻率相同的額外的聲壓，在被動振動 器上就可以產(chǎn)生和主振動器相同頻率的機(jī)械振動。共振腔產(chǎn)生的頻率一般在40?200赫 茲之間。如圖7所示，例如要產(chǎn)生頻率為100赫茲的共振，只要按照下面的公式計(jì)算所需的 機(jī)械尺寸。

【權(quán)利要求】
1. 一種氣動振動裝置，用于對被測部位進(jìn)行磁共振彈性成像，其特征在于，所述裝置包 括：主動振動器、與主動振動器連接的連接腔、與連接腔連接的導(dǎo)管和與導(dǎo)管連接的被動振 動器，所述被動振動器的振動面為曲面，所述曲面的曲率半徑與被測部位的曲率半徑匹配。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述連接腔設(shè)有安裝孔和短管，所述安裝 孔用于安裝和固定所述主動振動器，所述短管用于連接所述導(dǎo)管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述安裝孔位于所述連接腔的一側(cè)，所述 短管位于所述連接腔的另一側(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述連接腔與所述導(dǎo)管之間設(shè)有安裝接 頭，所述安裝接頭包括安裝管和連接管，安裝管一端設(shè)有開孔，另一端設(shè)有螺紋孔，連接管 一端卡設(shè)在開孔內(nèi)，另一端設(shè)有多個(gè)突起。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述安裝接頭的安裝管與所述連接腔的 短管連接，所述安裝接頭的連接管與所述導(dǎo)管連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述被動振動器包括振動面和底座，所述 振動面與所述底座通過橡膠連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述底座上設(shè)有導(dǎo)管接口，所述導(dǎo)管接口 設(shè)有外螺紋。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述被動振動器與所述導(dǎo)管之間設(shè)有安 裝接頭，所述安裝接頭的安裝管與所述被動振動器的導(dǎo)管接口連接，所述安裝接頭的連接 管與所述導(dǎo)管連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述連接腔為共振腔。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述共振腔的共振頻率由所述共振腔的 機(jī)械參數(shù)來決定。
【文檔編號】A61B5/055GK204260746SQ201420702801
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】宋文, 鐘耀祖, 劉新, 鄭海榮 申請人:中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院