一种基于薄膜型声学超材料的磁共振降噪装置及方法与流程

本发明涉及磁共振设备，具体为一种基于薄膜型声学超材料的磁共振降噪装置及方法。

背景技术：

1、磁共振成像因高分辨率、高组织对比度、无辐射等特点成为临床诊断和研究中不可或缺的影像学检查手段。但在十几分钟甚至更久的检查过程中，磁共振会产生多种类型的高强度噪声，持续的噪声不仅增加了患者恐惧、紧张情绪，对于婴幼儿、烦躁不安和幽闭恐惧症患者更是雪上加霜。患者受到噪声影响导致的无法配合和重复扫描不仅增加了技术人员的工作负担，也降低了医院病患的流通量。

2、目前磁共振噪声主要表现为叩击、敲打和类似钟表的磕打声，噪声声压水平与mri系统的场强以及成像序列切换率相关，场强越高，梯度切换率越快，噪声水平越大。相关研究显示，3.0tmri系统峰声压和等效声压均高于1.5tmri系统，3.0t系统峰声压水平为125.7-130.7db，等效加权声压水平为110.0-115.8db；1.5t系统峰声压水平为101.8-111.7db，等效加权声压水平为89.1-99.6db。不同扫描序列，噪声大小不同，采用梯度场快速切换的扫描序列产生的噪声水平更高。噪声水平还与扫描参数有关，如重复时间(tr)、回波时间(te)、扫描视野(fov)、层厚，当扫描层厚越薄、扫描视野fov越小、tr和te越短时，噪声水平越大，而噪音过大，影响患者的使用效果，为此，我们提出一种基于薄膜型声学超材料的磁共振降噪装置及方法。

技术实现思路

1、本申请的目的在于解决或至少缓解的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于薄膜型声学超材料的磁共振降噪装置，包括薄膜型声学超材料主体，所述薄膜型声学超材料主体包括上框体和下框体，所述下框体的顶端开设有安放槽，所述下框体位于所述安放槽内设置有薄膜主体，所述上框体的底端两侧均固定安装有安装块，所述下框体的顶端两侧开设有安装槽，所述安装块与所述安装槽活动插接，所述安装块的一侧设置有锁紧机构，所述薄膜主体的顶端固定安装有若干个夹持机构。

4、可选地，所述锁紧机构包括容纳槽、伸缩杆、第一弹簧、限位块、限位槽、放置槽、第二弹簧、按压块和插杆，所述容纳槽开设于所述安装块的一侧，所述伸缩杆固定安装于所述容纳槽，所述第一弹簧套设在所述伸缩杆的外侧，所述限位块与所述第一弹簧固定连接，所述限位块与所述伸缩杆固定连接，所述限位槽开设于所述下框体的两侧，所述限位块位于所述限位槽内，所述放置槽开设于所述下框体的来过呢次，所述放置槽位于所述限位槽的一侧，所述第二弹簧固定安装于所述放置槽内，所述第二弹簧与所述按压块固定连接，所述按压块与所述插杆固定连接，所述插杆位于所述限位槽内。

5、可选地，所述夹持机构包括安装框、第三弹簧、夹块和质量块，所述安装框固定安装于薄膜主体底端，所述第三弹簧固定安装于所述安装框的内部两侧，所述夹块与所述第三弹簧固定连接，所述质量块位于两个所述夹块之间。

6、可选地，所述上框体的底端开设有密封槽，所述薄膜主体的顶端固定安装有密封圈，所述密封圈与所述密封槽相适配。

7、可选地，所述下框体位于所述安装槽内固定安装有第四弹簧。

8、可选地，所述第四弹簧的外侧套设有第二波纹管，所述第二波纹管固定安装于所述安装槽槽底，所述第二波纹管的顶端固定安装有密封环。

9、可选地，所述下框体的两侧均固定安装有第一波纹管，所述按压块位于所述第一波纹管内，所述第一波纹管的一侧固定安装有固定环。

10、可选地，所述夹块的一侧固定安装有插块，所述质量块的两侧均开设有插槽，所述插块与所述插槽活动插接。

11、一种基于薄膜型声学超材料的磁共振降噪方法，具体步骤如下：

12、s1:通过将薄膜型声学超材料主体，包覆于磁共振设备相关部位，包含而不限于梯度线圈表面、发射线圈外壁、磁共振磁体外壳内壁，通风管路内壁，以及外壳接缝处软连接部分，以达到最大限度阻止噪音传递至磁共振外壳外。

13、s2：通过改变薄膜主体和质量块的相关参数可以改变声学超材料的振动固有频率，当入射声波频率与薄膜型声学超材料主体的固有频率接近或一致时，薄膜系统将发生共振，此时的声透射量最大，隔声效果最差；

14、s3：当质量块附近的薄膜主体振动位移与其余四周处的薄膜主体振动位移反相时，整个薄膜主体的平均振动位移约等于零，此时引起的声透射量几乎为零，声学超材料将获得最大的隔声量，此时的频率即为薄膜主体、质量块系统的反共振频率，也即为薄膜型声学超材料主体隔声时的工作频率。

15、s4:而随着薄膜主体厚度的增加，整个传声损失曲线整体向高频移动，传声损失第一谷值所对应的频率增大，传声损失峰值及其所对应的频率均明显增大，高传声损失的频带变宽。

16、s5：薄膜型声学超材料主体隔声时的工作频率范围在hz-khz之间，完全覆盖磁共振梯度线圈工作时产生的噪音频率以及磁体冷头工作产生的噪音频率，达到降噪的目的。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、1、通过设置有薄膜型声学超材料主体，通过使用薄膜型声学超材料主体，包覆于磁共振设备相关部位，包含而不限于梯度线圈表面、发射线圈外壁、磁共振磁体外壳内壁，通风管路内壁，以及外壳接缝处软连接部分，以达到最大限度阻止噪音传递至磁共振外壳外，在使用时，通过调整质量块和薄膜的弹性模量，就可以调整等效负质量密度出现的频率，实现对某个较窄频段声波的衰减，提高磁共振降噪的效果。

19、2、通过设置有锁紧机构，锁紧机构包括容纳槽、伸缩杆、第一弹簧、限位块、限位槽、放置槽、第二弹簧、按压块和插杆，首先通过安装块与安装槽插接，使上框体和下框体连接，在插接过程中，通过第一弹簧与伸缩杆的配合，使限位块伸入限位槽内，对安装块进行锁紧，在拆卸时，通过使用按压块，使第二弹簧收缩，使插杆将限位块挤出限位槽，使上框体与下框体脱离，便于更换内部的薄膜主体，增强实用性。

20、3、通过设置有夹持机构，夹持机构包括安装框、第三弹簧、夹块和质量块，通过第三弹簧对质量块进行夹持，增强质量块放置稳定性，再通过插块与插槽活动插接，进一步提高质量块的放置稳定性，便于质量块进行安装与拆卸，通过设置有第一波纹管，尽量避免灰尘通过放置槽进入框体内部。

21、4、通过设置有第四弹簧，在限位块脱离限位槽时，通过第四弹簧伸展，将安装块顶出安装槽，通过设置有第二波纹管，对第四弹簧起到保护作用，通过密封圈与密封槽的配合，增强连接密封性。

技术特征：

1.一种基于薄膜型声学超材料的磁共振降噪装置，包括薄膜型声学超材料主体(1)，其特征在于：所述薄膜型声学超材料主体(1)包括上框体(2)和下框体(3)，所述下框体(3)的顶端开设有安放槽(4)，所述下框体(3)位于所述安放槽(4)内设置有薄膜主体(5)，所述上框体(2)的底端两侧均固定安装有安装块(7)，所述下框体(3)的顶端两侧开设有安装槽(8)，所述安装块(7)与所述安装槽(8)活动插接，所述安装块(7)的一侧设置有锁紧机构(9)，所述薄膜主体(5)的顶端固定安装有若干个夹持机构(10)。

2.根据权利要求1所述的一种基于薄膜型声学超材料的磁共振降噪装置，其特征在于：所述锁紧机构(9)包括容纳槽(901)、伸缩杆(902)、第一弹簧(903)、限位块(904)、限位槽(905)、放置槽(906)、第二弹簧(907)、按压块(908)和插杆(909)，所述容纳槽(901)开设于所述安装块(7)的一侧，所述伸缩杆(902)固定安装于所述容纳槽(901)，所述第一弹簧(903)套设在所述伸缩杆(902)的外侧，所述限位块(904)与所述第一弹簧(903)固定连接，所述限位块(904)与所述伸缩杆(902)固定连接，所述限位槽(905)开设于所述下框体(3)的两侧，所述限位块(904)位于所述限位槽(905)内，所述放置槽(906)开设于所述下框体(3)的来过呢次，所述放置槽(906)位于所述限位槽(905)的一侧，所述第二弹簧(907)固定安装于所述放置槽(906)内，所述第二弹簧(907)与所述按压块(908)固定连接，所述按压块(908)与所述插杆(909)固定连接，所述插杆(909)位于所述限位槽(905)内。

3.根据权利要求2所述的一种基于薄膜型声学超材料的磁共振降噪装置，其特征在于：所述夹持机构(10)包括安装框(1001)、第三弹簧(1002)、夹块(1003)和质量块(1004)，所述安装框(1001)固定安装于薄膜主体(5)底端，所述第三弹簧(1002)固定安装于所述安装框(1001)的内部两侧，所述夹块(1003)与所述第三弹簧(1002)固定连接，所述质量块(1004)位于两个所述夹块(1003)之间。

4.根据权利要求3所述的一种基于薄膜型声学超材料的磁共振降噪装置，其特征在于：所述上框体(2)的底端开设有密封槽，所述薄膜主体(5)的顶端固定安装有密封圈(6)，所述密封圈(6)与所述密封槽相适配。

5.根据权利要求4所述的一种基于薄膜型声学超材料的磁共振降噪装置，其特征在于：所述下框体(3)位于所述安装槽(8)内固定安装有第四弹簧(12)。

6.根据权利要求5所述的一种基于薄膜型声学超材料的磁共振降噪装置，其特征在于：所述第四弹簧(12)的外侧套设有第二波纹管(13)，所述第二波纹管(13)固定安装于所述安装槽(8)槽底，所述第二波纹管(13)的顶端固定安装有密封环。

7.根据权利要求2所述的一种基于薄膜型声学超材料的磁共振降噪装置，其特征在于：所述下框体(3)的两侧均固定安装有第一波纹管(11)，所述按压块(908)位于所述第一波纹管(11)内，所述第一波纹管(11)的一侧固定安装有固定环。

8.根据权利要求3所述的一种基于薄膜型声学超材料的磁共振降噪装置，其特征在于：所述夹块(1003)的一侧固定安装有插块(14)，所述质量块(1004)的两侧均开设有插槽(15)，所述插块(14)与所述插槽(15)活动插接。

技术总结
本发明涉及磁共振设备技术领域，具体涉及一种基于薄膜型声学超材料的磁共振降噪装置及方法，包括薄膜型声学超材料主体，所述薄膜型声学超材料主体包括上框体和下框体，所述下框体的顶端开设有安放槽，所述下框体位于所述安放槽内设置有薄膜主体，所述上框体的底端两侧均固定安装有安装块，所述下框体的顶端两侧开设有安装槽，所述安装块与所述安装槽活动插接，所述安装块的一侧设置有锁紧机构，所述薄膜主体的顶端固定安装有若干个夹持机构。本发明所述的一种基于薄膜型声学超材料的磁共振降噪装置，结构简单，使用方便，连接性强，提高磁共振设备的降噪效果，增强实用性。

技术研发人员：钟福清,蔡昕,侯贵堂
受保护的技术使用者：上海康达卡勒幅医疗科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16