气动振动装置制造方法
【专利摘要】一种气动振动装置，用于对被测部位进行磁共振弹性成像，所述装置包括：主动振动器、与主动振动器连接的连接腔、与连接腔连接的导管和与导管连接的被动振动器，所述被动振动器的振动面为曲面，所述曲面的曲率半径与被测部位的曲率半径匹配。该装置能够增大与被测部位的接触面积,有效增大推动力，并且容易固定。
【专利说明】气动振动装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及磁共振成像【技术领域】，特别是涉及一种气动振动装置。
【背景技术】
[0002] 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 种差异为临床上疾病的诊断提供了重要的参考信息。以检测生物组织弹性模量为目的的弹 性成像技术是近年来兴起的诊断成像技术，其基本原理是通过检测对组织施加一定压力前 后的形变求解组织硬度。由于磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI)有极好的 软组织分辨、多种功能成像手段和无辐射伤害等优点，已成为当前最重要的临床诊断手段 之一。
[0003] MRE (Magnetic Resonance Elastography，磁共振弹性成像）基本原理是基于 MRI 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。MRE技术的基本原理是利用扫描序列和与其同步的外部振动装 置，在人体表面产生周期性的振动，进而使被测物体内部质点产生位移，通过使用磁共振对 运动物体的相位检测技术，将采集得到的相位图通过重建算法得到被测物体的弹性系数分 布图。
[0004] 外部振动装置中与人体表面接触的是被动振动器，传统的被动振动器与人体表面 接触的一面是平面的，而人体表面具有一定弧度，使得被动振动器与人体直接接触的面积 较小，由此导致推动力较小，并且不易固定。 实用新型内容
[0005] 基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够有效能够增大与被测部位的接 触面积，有效增大推动力，并且容易固定的气动振动装置。
[0006] 一种气动振动装置，用于对被测部位进行磁共振弹性成像，所述装置包括：主动振 动器、与主动振动器连接的连接腔、与连接腔连接的导管和与导管连接的被动振动器，所述 被动振动器的振动面为曲面，所述曲面的曲率半径与被测部位的曲率半径匹配。
[0007] 在其中一个实施例中，所述连接腔设有安装孔和短管，所述安装孔用于安装和固 定所述主动振动器，所述短管用于连接所述导管。
[0008] 在其中一个实施例中，所述安装孔位于所述连接腔的一侧，所述短管位于连接腔 的另一侧。
[0009] 在其中一个实施例中，所述连接腔与所述导管之间设有安装接头，所述安装接头 包括安装管和连接管，安装管一端设有开孔，另一端设有螺纹孔，连接管一端卡设在开孔 内，另一端设有多个突起。
[0010] 在其中一个实施例中，所述安装接头的安装管与所述连接腔的短管连接，所述安 装接头的连接管与所述导管连接。
[0011] 在其中一个实施例中，所述被动振动器振动面和底座，所述振动面与所述底座通 过橡胶连接。
[0012] 在其中一个实施例中，所述底座上设有导管接口，所述导管接口设有外螺纹。
[0013] 在其中一个实施例中，所述被动振动器与所述导管之间设有安装接头，所述安装 接头的安装管与所述被动振动器的导管接口连接，所述安装接头的连接管与所述导管连 接。
[0014] 在其中一个实施例中，所述连接腔为共振腔。
[0015] 在其中一个实施例中，所述共振腔的共振频率由所述共振腔的机械参数来决定。
[0016] 上述气动振动装置，该装置包括：主动振动器、与主动振动器连接的连接腔、与连 接腔连接的导管和与导管连接的被动振动器，被动振动器的振动面为曲面，曲面的曲率半 径与被测部位的曲率半径匹配。由于被动振动器的振动面为曲面，且曲面的曲率半径与被 测部位的曲率半径相等或近似相等，由此增大了与被测部位的接触面积，因此有效能够增 大与被测部位的接触面积，有效增大推动力，并且容易固定。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1为一个实施例中气动振动装置的爆炸图；
[0018] 图2为图1中连接腔的剖面图；
[0019] 图3为图1中安装接头的剖面图；
[0020] 图4为图1中被动振动器的俯视图；
[0021] 图5为图4中被动振动器的A-A剖面的左视图；
[0022] 图6为图1中导管的剖面图；
[0023] 图7为一个实施例中共振腔的尺寸图。
【具体实施方式】
[0024] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本 实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0025] 一种气动振动装置，用于对被测部位进行磁共振弹性成像，通过与磁共振控制设 备连接，根据磁共振扫描控制信号在被测部位形成振源将振动传导至被测部位，在被测部 位内部激发剪切波。在一个实施例中，如图1所示，提供了该气动振动装置的爆炸图。该 气动振动装置包括主动振动器110、连接腔120、第一安装接头130、导管140、第二安装接头 150和被动振动器160,主动振动器110与连接腔120连接，具体的，通过连接腔120上的安 装孔安装主动振动器110。连接腔120与导管140通过第一安装接头130连接，导管140与 被动振动器160通过第二安装接头150连接，被动振动器160的振动面为曲面，曲面的曲率 半径与被测部位的曲率半径匹配。振动面是指被动振动器与被测部位接触，并且与主振动 器振动形式相同的一面。匹配包括相等和近似相等。连接腔120、第一安装接头130、导管 140、第二安装接头150和被动振动器160可以有多个。可根据不同需要，通过第一安装接 头130更换不同的连接腔120或导管140以及通过第二安装接头150更换不同的导管140 或被动振动器160。
[0026] 如图2所示，为图1中连接腔120的剖面图。连接腔设有安装孔122和短管124。 安装孔122用于安装和固定主动振动器110,短管124用于连接导管140。安装孔122位于 连接腔120的一侧，安装孔122的尺寸可不同，与主动振动器的安装尺寸相匹配。短管124 位于连接腔120的另一侧，并设有外螺纹。在一个实施例中，连接腔120为共振腔，优选的， 共振腔为亥姆霍兹共振器。腔体的形状包括但不限于球形、锥形等。共振腔的共振频率由 共振腔的机械参数来决定。
[0027] 连接腔120与导管140之间设有第一安装接头130,如图3所示，为图1中第一安 装接头130的剖面图。第一安装接头130包括安装管132和连接管134,安装管一端设有开 孔，另一端设有螺纹孔，连接管134-端卡设在开孔内，另一端设有多个突起。连接管134内 部形成气体通道。安装管132与连接腔120的短管124通过螺纹连接，连接管134插入导 管140,连接管的多个突起能够有效防止漏气。安装管132的尺寸可不同，可根据短管124 的直径来更换尺寸匹配的第一安装接头130。
[0028] 如图4所示，为图1中被动振动器160的俯视图。被动振动器160包括振动面162 和底座164,振动面162与底座164通过弹性橡胶166连接，使得振动面162与底座164形 成空腔，由此传递主振动器110的振动形式。底座164的一侧设有导管接口 1642,导管接口 1642设有外螺纹。图5为图4中被动振动器160的A-A剖面的左视图。振动面162为曲 面，该曲面的曲率与被测部位的曲率半径匹配。被动振动器160与导管140之间设有第二 安装接头150,第二安装接头150与第一安装接头130结构可相同，尺寸大小可不同。第二 安装接头150也包括安装管和连接管，安装管与被动振动器160的导管接口 1642连接，安 装接头的连接管与导管140连接。导管140的剖视图如图6所示。利用第二安装接头150 可根据不同的被测部位更换不同曲率半径的被动振动器160。
[0029] 气动振动装置的工作原理如下。
[0030] 主动振动器可以采用扬声器或其他机电装置，将电信号转换为相同频率的机械振 动。电信号为正弦信号，由磁共振扫描同步信号控制其产生和关断。具体的，通过电子控制 装置接收磁共振扫描器发来的同步控制信号，并根据该同步控制信号产生与被测部位对应 的频率的正弦波信号。主动振动器根据该正弦波信号产生相同频率的机械振动。正弦波信 号的频率根据被测部位的不同而不同，例如测量人体肝脏部位所需的频率为60赫兹。电子 控制装置通过高速USB总线与磁共振扫描器相连，电子控制装置在接收到扫描任务，记录 扫描参数之后，开始进行扫描。
[0031] 被动振动器，根据导管中的声压产生机械振动，由于被动振动器的振动面为曲面， 曲面的曲率半径与被测部位的曲率半径匹配，在与被测部位进行接触时，两者的表面平行， 其中平行包括近似平行。不同的被测部位需要的振动频率不一样，而且不同被测部位的曲 率也不一样，因此不同的被测部位需要不同曲面的被动振动器。以肝脏部位为例，被动振动 器要贴合人体表面就要和人体肋骨的弯曲相近，肝脏弹性成像所需的被动振动器与肝脏部 位的接触面的曲率半径大概为18厘米。被动振动器与被测部位接触之后，被动振动器的与 被测部位的接触面为曲面，曲面的曲率半径与被测部位的曲率半径相等或近似相等，增大 了与被测部位的接触面积，有效增大推动力，弯曲表面有利于被动振动器的固定。此外，接 触面为曲面减少了被动振动器与被测部位接触带来的压迫感。
[0032] 连接腔可以为共振腔，优选的，共振腔为亥姆霍兹共振器，主振动器产生的机械波 在共振腔中发生共振，对导管中的气体附加与共振频率相同的声压。共振腔的共振频率由 共振腔的机械参数来决定，使得共振频率等于主动振动器的输出频率，以此增强短管处的 空气振动，由此在导管的气体中附加一个和主振动器频率相同的额外的声压，在被动振动 器上就可以产生和主振动器相同频率的机械振动。共振腔产生的频率一般在40?200赫 兹之间。如图7所示，例如要产生频率为100赫兹的共振，只要按照下面的公式计算所需的 机械尺寸。
【权利要求】
1. 一种气动振动装置，用于对被测部位进行磁共振弹性成像，其特征在于，所述装置包 括：主动振动器、与主动振动器连接的连接腔、与连接腔连接的导管和与导管连接的被动振 动器，所述被动振动器的振动面为曲面，所述曲面的曲率半径与被测部位的曲率半径匹配。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述连接腔设有安装孔和短管，所述安装 孔用于安装和固定所述主动振动器，所述短管用于连接所述导管。
3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述安装孔位于所述连接腔的一侧，所述 短管位于所述连接腔的另一侧。
4. 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述连接腔与所述导管之间设有安装接 头，所述安装接头包括安装管和连接管，安装管一端设有开孔，另一端设有螺纹孔，连接管 一端卡设在开孔内，另一端设有多个突起。
5. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述安装接头的安装管与所述连接腔的 短管连接，所述安装接头的连接管与所述导管连接。
6. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述被动振动器包括振动面和底座，所述 振动面与所述底座通过橡胶连接。
7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述底座上设有导管接口，所述导管接口 设有外螺纹。
8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述被动振动器与所述导管之间设有安 装接头，所述安装接头的安装管与所述被动振动器的导管接口连接，所述安装接头的连接 管与所述导管连接。
9. 根据权利要求1-8任一项所述的装置，其特征在于，所述连接腔为共振腔。
10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述共振腔的共振频率由所述共振腔的 机械参数来决定。
【文档编号】A61B5/055GK204260746SQ201420702801
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】宋文, 钟耀祖, 刘新, 郑海荣 申请人:中国科学院深圳先进技术研究院