降噪装置及磁共振系统的制作方法

本实用新型实施例涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种降噪装置及磁共振系统。

背景技术：

磁共振在医疗领域的应用日益广泛，其对软组织有极佳的成像效果，可以比其他成像系统提供更丰富的诊断信息，并且不会对人产生电离辐射损伤。但在扫描过程中，梯度线圈在主磁场作用下振动，且振动过程中产生大量噪声，而且噪声会通过射频线圈传递至圆筒形的检测空间，使病人承受较大的噪声和由噪声带来的恐惧感。

现有技术通过吸音棉或者隔音棉实现降噪，效果较差，病人需要承受较大的噪声困扰。

技术实现要素：

本实用新型提供一种降噪装置及磁共振系统，以解决现有技术通过吸音棉或者隔音棉来吸收梯度线圈所产生的噪声的效果较差的问题，通过降噪装置提高了吸收梯度线圈产生的噪声的效果。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种降噪装置，设置在磁共振系统的梯度线圈与射频线圈之间，包括：外侧消声层、中间层及内侧消声层；

所述外侧消声层上开设有若干穿孔；

所述中间层包括多个声波通道和相对设置的端环，且所述声波通道连接两相对设置的端环；

所述内侧消声层与所述声波通道形成多个腔体，所述腔体通过所述穿孔与外部连通。

进一步地，所述降噪装置设置成筒形，所述端环沿降噪装置的周向分布，所述声波通道沿降噪装置的轴线相平行的方向延伸。

进一步地，多个所述声波通道沿周向间隔设置，并包括若干相互连通的声波通道单元，所述声波通道单元包括串联连通的第一声波通道和第二声波通道，所述第一声波通道沿周向的宽度大于所述第二声波通道沿周向的宽度。

进一步地，所述端环设置成空心结构，多个所述声波通道通过所述端环相连通。

进一步地，所述声波通道沿所述中间层的圆周方向等间隔阵列分布。

进一步地，所述中间层由多孔性吸声材料或吸声结构构成。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种磁共振系统，包括：

超导磁体，所述超导磁体环绕形成检测空间；

降噪装置，设置于所述检测空间中；

梯度线圈，设置于所述检测空间中，且位于所述降噪装置的外侧；

射频线圈，设置于所述检测空间中，且位于所述降噪装置的内测；

所述降噪装置内部设置有多个谐振腔，所述降噪装置的外侧壁设置有多个穿孔，所述谐振腔通过所述穿孔与外部连通。

进一步地，所述降噪装置包括外侧消声层、中间层和内侧消声层，所述穿孔设置在所述外侧消声层，所述外侧消声层和所述内侧消声层形成闭合空间，所述中间层通过所述声波通道将所述闭合空间间隔成多个谐振腔组。

进一步地，所述多个谐振腔组沿所述射频线圈的周向方向设置，所述谐振腔组包括多个相互连通的谐振腔，所述谐振腔与声波通道单元相对应。

进一步地，所述中间层包括多个声波通道和相对设置的端环，所述端环沿所述射频线圈的周向方向设置，所述声波通道沿所述射频线圈的轴向方向相平行的方向延伸，且所述声波通道连接两相对设置的端环。

本实用新型提供的降噪装置外侧消声层开设有若干穿孔，中间层包括由声波通道和端环组成的抗性消声结构或阻性消声结构，可以吸收梯度线圈工作时产生的噪声频率阈值范围内的噪声，外侧消声层的穿孔可对特定波长的进行第一级降噪，内侧消声层和中间层的声波通道形成若干谐振腔，这些腔体形成的消声器可以对特定波长的噪声进行二次消除，从而降低磁共振设备的扫描孔径的检测空间内的噪声；进一步地，中间层的声波通道可设置成多种类型，对不同频率的噪声进行滤除，减少病人由噪声带来的恐惧感，有利于病人放松，以及始终保持正确的扫描体位，进而有利于提高磁共振扫描数据的准确性以及病人、医生的使用体验。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的降噪装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的降噪装置的内侧消声层的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的降噪装置的中间层的结构示意图；

图4是本实用新型实施例一提供的降噪装置的中间层的声波通道；

图5是本实用新型实施例一提供的降噪装置的外侧消声层的结构示意图；

图6是本实用新型实施例二提供的磁共振设备的结构示意图；

图7是本实用新型实施例三提供的磁共振系统的结构示意图。

图标：

1-磁共振设备；10-降噪装置；101-外侧消声层；1011-穿孔；102-中间层；1021-声波通道；10210-声波通道单元；10211-第一声波通道；10212-第二声波通道；103-内侧消声层；104-端环；11-超导磁体；12-梯度线圈；13-射频线圈；14-检测空间；2-数据处理装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

本实用新型提供了一种降噪装置，该降噪装置又可称为消声装置或消声层，可应用于磁共振系统的梯度线圈与射频线圈之间，如图1、图2、图3和图5所示，降噪装置10可设置为两端开口的筒状结构或类似筒状结构，包括：外侧消声层101、中间层102及内侧消声层103；外侧消声层101上开设有若干穿孔1011；中间层102包括抗性消声结构或阻性消声结构，以吸收梯度线圈工作时产生的噪声频率阈值范围内的噪声；外侧消声层101、穿孔1011与抗性消声结构或阻性消声结构形成多个腔体或谐振腔。

如图1和图5以及图6所示，超导磁体11环绕形成检测空间14，该检测空间14可容置受检者；降噪装置10设置在检测空间14内，且梯度线圈12同样设置在检测空间14内，并位于降噪装置10的外侧用于产生梯度场；射频线圈13设置在检测空间14中，位于降噪装置10的内部，且用于产生射频场。可选地，降噪装置10、超导磁体11、梯度线圈12、射频线圈13可同轴设置，且外侧消声层101与梯度线圈12临近设置，用于减少与梯度线圈12直接接触的空气，并通过穿孔1011使一部分噪声相消。本实施例中的穿孔1011优选为均匀分布在外侧消声层101表面的圆孔阵列，易于外侧消声层101的加工。如图3和图4所示，中间层102包括抗性消声结构，抗性消声结构包括设置在两端的端环104，即中间层102包括若干沿降噪装置长轴方向的声波通道1021，相对于现有技术中的消声器的中间层102使用消声管，本实施例中的声波通道1021大大减小了中间层102的体积，进而减小了降噪装置的体积。外侧消声层101和内侧消声层103形成闭合空间。声波通道1021连接相对设置的端环104，并包括若干串联连接的声波通道单元1020，声波通道单元1020包括第二声波通道10212和设于第一声波通道10211两端的第二声波通道10212，第一声波通道10211沿周向的宽度大于第二声波通道10212沿周向的宽度，利用声波通道界面突然变化使得介质密度变化形成声阻抗，形成抽象的界面，使得声波通道1021内的一部分声波自界面向声源反射回去，向前传播的声波和反射回去的声波相位差180°，实现消音效果。进一步的，声波通道1021优选沿中间层102的圆周方向等间隔阵列，使降噪装置的各个方向的吸声效果相同，从而便于降噪装置的安装，即降噪装置安装时无需考虑由于声波通道1021排列的不规则带来的各个方向的消声能力的大小，直接安装即可。

进一步的，本实施例中的声波通道1021中的第一声波通道10211和第二声波通道10212优选为相互垂直串联连通的矩形，且第一声波通道10211在沿圆周方向的尺寸相同，沿中间层102轴向方向的尺寸不同，既能保证消音效果又便于加工。

当声波通道1021由相互垂直串联连通的矩形构成时，中间层102的消声频率值为m＝(D/d)²，其中，λ为声波波长，f为声波频率，v为声波速度，最大消声值在l为第一声波通道长度；D表示第一声波通道10211的尺寸；d表示第二声波通道10212的尺寸，n₁为任意自然数。

为了有针对性的提高消声效果，如图1所示，本实施例中的外侧消声层101和内侧消声层103形成闭合空间，声波通道1021将闭合空间间隔成多个谐振腔组，谐振腔组包括多个谐振腔，可选地，声波通道单元10210与外侧消声层101、内侧消声层103构成谐振腔，这些谐振腔类似穿孔共振吸声结构，当穿孔共振吸声结构的共振频率与梯度线圈12工作时产生的噪声频率相同，谐振腔内的空气往复振动，其振幅达到最大值，且摩擦和阻尼也最大，声能因粘滞损失转变为热能，即声能耗散达到最大，消声效果更好。

本实施例中，当梯度线圈12产生的噪声频率与降噪装置产生穿孔共振时，要消除的噪声频率为：其中，p为外侧消声层101的穿孔率(％)，h₀为穿孔的厚度(m)或者是中间层102的镂空厚度，d为穿孔孔径(m)，H为外侧消声层101与中间层102之间的距离，h'为外侧消声层101的有效厚度(m)，

降噪装置的消声频率为：其中，R_r为中间层102的阻，即阻抗的实数部分，R_x为中间层102的抗，即虚数部分，S₁为穿孔截面积(m²)，S₀为第一声波通道10211的截面积(m²)，R_s为中间层102的流阻(瑞利)，V为外侧消声层101与中间层102之间的容积(m³)。

为了提高梯度线圈12工作时产生的噪声频率范围内的噪声的消音效果，如图4所示，本实施例中的中间层102包括多种尺寸的第一声波通道10211，且每一种第一声波通道10211的尺寸与梯度线圈12产生的噪声频段对应，此时，梯度线圈12产生的主要噪声频段内的噪声均存在共振效果，因此可以更好地消除梯度线圈12工作时产生的噪声。

进一步的，本实施例中相同尺寸的第一声波通道10211的数量与梯度线圈12产生的噪声幅度对应，合理配置第一声波通道10211的尺寸和每个尺寸的数量可以使声波通道单元10210最大化地消除或降低各个频段的噪声。

另外，本实施例中的中间层102还可以包括阻性消声结构，所述阻性消声结构由多孔性吸声材料或吸声结构构成，当声波与阻性消声材料接触时激发材料小孔内的空气分子振动，一部分声能被这些分子的阻力和粘滞力转变为热能而耗散。

本实施例中的内侧消声层103和外侧消声层101由单一的消音材料、吸音材料或隔音材料制成，或者由消音材料、吸音材料或隔音材料的复合材料制成。内侧消声层103可以消除和阻隔从梯度线圈传递到射频线圈的噪声，从而进一步地降低磁共振设备的圆筒形的检测空间内的噪声，减少噪声对病人的困扰，降低病人的恐惧心理。

本实施例中的降噪装置设计之前，先获取磁共振设备梯度线圈工作时产生的，主要噪声的噪声频段及对应频段的幅度，然后根据噪声频段获取选择对应尺寸的第一声波通道，然后根据每个噪声频段的幅度设置此尺寸的第一声波通道的数量，并将不同数量、不同尺寸的第一声波通道构成的声波通道沿中间层的圆周等间隔阵列。此时，外侧消声层的穿孔、中间层声波通道的声波通道单元以及内侧消声层形成的若干谐振腔可以最大化地消除或降低各个频段的噪声。

本实用新型提供的降噪装置外侧消声层开设有若干穿孔，中间层包括抗性消声结构或阻性消声结构，可以吸收梯度线圈工作时产生的噪声频率阈值范围内的噪声，内侧消声层、中间层和外侧消声层形成多个谐振腔体，这些谐振腔体形成的消声器可以对特定波长的噪声进行消除，从而降低磁共振设备的圆筒形的检测空间内的噪声，减少病人由噪声带来的恐惧感，有利于病人放松，以及始终保持正确的扫描体位，进而有利于提高磁共振扫描数据的准确性以及病人、医生的使用体验。

实施例二

如图6所示，本实施例提供的磁共振系统包括磁共振设备1，磁共振设备1包括超导磁体11、梯度线圈12、射频线圈13以及如前述实施例所述的降噪装置10，降噪装置10设于梯度线圈12与射频线圈13之间，用于吸收梯度线圈12工作时产生的噪声频率阈值范围内的噪声。进一步地，超导磁体11环绕形成容置受检者的圆筒形的检测空间14；降噪装置10设置在检测空间14内，与超导磁体11同轴设置；梯度线圈12设置在降噪装置10的外侧，用于产生梯度磁场；射频线圈13设置在降噪装置10的内测，用于产生射频场。

设于梯度线圈12外侧的超导磁体11工作时产生较大的主磁场，梯度线圈12在主磁场内工作时会产生较大的噪声，并通过射频线圈13将一部分的噪声传递至检测空间14。降噪装置10的内部设置多个谐振腔，降噪装置10与梯度线圈12临近的外壁设置多个穿孔1011，谐振腔可通过穿孔1011与外部相连通。进一步地，降噪装置10包括外侧消声层、中间层和内侧消声层，穿孔1011设置在外侧消声层101，外侧消声层101和内侧消声层103形成闭合空间，中间层102将闭合空间间隔成多个谐振腔。可选地，声波通道1021的声波通道单元10210与内侧消声层103、开设有穿孔1011的外侧消声层101构成谐振腔，谐振腔沿超导磁体11的周向方向间隔设置或并排设置。本实施例通过设置在梯度线圈12和射频线圈13之间的降噪装置10降低梯度线圈12产生的噪声，进而降低由射频线圈13传递至检测空间14中的噪声，而且，降噪装置10的内侧消声层103可以吸收和阻隔传到射频线圈13的噪声，因此，可以进一步减小检测空间14内的噪声，减少病人由噪声带来的恐惧感，有利于病人放松，以及始终保持正确的扫描体位，进而有利于提高磁共振扫描数据的准确性以及病人、医生的使用体验。

需要说明的是，降噪装置10通常为两端开口的筒状结构，对于特殊结构梯度线圈12，本实施例中的降噪装置10结构会随着梯度线圈12和射频线圈13做相应的变化，具体变化为：降噪装置10外径与梯度线圈12的内径的变化一致；降噪装置10的内径与射频线圈13的外径的变化一致，使降噪装置10可以紧贴梯度线圈12和射频线圈13，从而提高了消声效果，同时减小了降噪装置10的体积，进而减小了磁共振设备1的体积。

本实施例通过降噪装置降低了梯度线圈在主磁场中工作时产生的主要频段噪声，进而降低了通过射频线圈传递至圆筒形的检测空间内的噪声，改善了病人磁共振数据的扫描环境，减少病人由噪声带来的恐惧感，有利于病人放松，以及始终保持正确的扫描体位，进而有利于提高磁共振扫描数据的准确性以及病人、医生的使用体验。

实施例三

如图7所示，本实施例提供的磁共振系统，在前述实施例的基础上增加了扫描数据处理装置2；磁共振设备1用于获取扫描数据；数据处理装置2用于接收并处理扫描数据，以及显示扫描数据的处理结果。

本实施例的磁共振设备1通过降噪装置10提高了梯度线圈12的消声效果，进而减少了磁共振设备1的检测空间14内的噪声，有助于病人放松身体，一直保持正确的磁共振数据扫描体位，进而有助于提高数据扫描的准确性，以及扫描数据处理结果的准确性。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。