一種磁共振彈性成像主動吸附式橋接激勵裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術公開了一種磁共振彈性成像主動吸附式橋接激勵裝置，其特征在于，包括振動發(fā)生器和主動吸附式橋接機構(gòu)；所述振動發(fā)生器包括微型振動臺、振動端密閉氣倉和“T”型推桿；所述主動吸附式橋接機構(gòu)包括橋接端密閉氣倉、凹形吸附面和抽氣裝置。本發(fā)明專利技術建立具有主動吸附功能的橋接激勵裝置，具有雙向激勵效果，彌補單向激勵的不足，使外源驅(qū)動與組織應變之間保持相位、頻率一致，協(xié)同彈性波驅(qū)動與組織應變，提高彈性波的轉(zhuǎn)換效率。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種磁共振彈性成像主動吸附式橋接激勵裝置
本專利技術涉及磁共振彈性成像
，是一種磁共振彈性成像的外部激勵技術，特別是提供一種主動吸附式橋接激勵裝置。
技術介紹
彈性是人體組織物理性質(zhì)中一種重要的力學屬性。正常組織間的彈性模量不盡相同，正常組織與病理組織相比，兩者的彈性也存在較大差異，組織彈性的大小和變化直接反映其組成架構(gòu)，且與其生物特性、生理病態(tài)息息相關。傳統(tǒng)的成像方法，如超聲、CT和傳統(tǒng)的磁共振成像都不能提供組織生物力學屬性，而磁共振彈性成像作為一種新型的無創(chuàng)成像方法，可以直觀顯示和量化人體內(nèi)部組織彈性，并對組織的彈性進行成像，使“影像觸診”成為可能。磁共振彈性成像的基本原理是利用磁共振成像技術，通過彈性波激勵裝置產(chǎn)生彈性波，由組織表面?zhèn)鲗虢M織內(nèi)部。在彈性波作用下，組織內(nèi)部產(chǎn)生質(zhì)點位移，根據(jù)波動相位圖，通過彈性力學逆向求解反演出彈性系數(shù)分布圖。可見，外源激勵裝置是磁共振彈性成像中的關鍵部分。目標區(qū)域內(nèi)彈性波波動場信息含量直接影響彈性重構(gòu)，凸顯高效激勵技術的重要性。目前，用于磁共振彈性成像的彈性波激勵技術主要包括三大類:振動傳遞型，壓電驅(qū)動型和電磁驅(qū)動型。振動傳遞型主要有兩種，一種是以氣體為媒介，另一種則是以剛體為媒介。剛體傳遞型的安裝位置和被檢測物體方向受限，局限性比較大。壓電驅(qū)動型雖然磁兼容性很好，但是驅(qū)動力比較小，當需要較大位移時，壓電材料容易破碎；壓電堆棧需要較高的電壓驅(qū)動，設備的集成性和安全性都受到影響。電磁驅(qū)動型的激勵方向取決于靜磁場的方向，同樣受安裝位置與人體姿勢的限制；同時磁共振平臺所產(chǎn)生的磁場強度比較大，掃描過程中容易燒壞。生物組織是非彈性體，呈現(xiàn)高度的黏滯性和各向異性，所以彈性波在生物組織內(nèi)的傳播面臨著復雜的模式轉(zhuǎn)換，能量不斷衰減，必須增強彈性波向目標區(qū)域的輸送和傳遞效率，提升磁共振彈性成像的波動影像及彈性重構(gòu)結(jié)果。現(xiàn)有彈性波激勵方法的波動轉(zhuǎn)化機制均為單向激勵，需要生物軟組織具備良好的彈性響應能力，實際情況中并非如此。所以有必要建立雙向激勵方式以增強拉伸方向的傳遞效率。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的是提供一種磁共振彈性成像主動吸附式橋接激勵裝置，旨在解決現(xiàn)有的在磁共振彈性成像中彈性波轉(zhuǎn)化效率低的問題，并保證裝置的靈活性和安全性。本專利技術所采用的技術方案是: 一種磁共振彈性成像主動吸附式橋接激勵裝置，其結(jié)構(gòu)特點在于，包括振動發(fā)生器和主動吸附式橋接機構(gòu)；所述振動發(fā)生器包括微型振動臺、振動端密閉氣倉和“T”型推桿，所述“T”型推桿的下端與微型振動臺連接，所述“T”型推桿的頂部端面邊緣通過振動端支撐薄膜與振動端密閉氣倉密封連接；所述主動吸附式橋接機構(gòu)包括橋接端密閉氣倉、凹形吸附面和抽氣裝置，所述橋接端密閉氣倉通過軟管與振動端密閉氣倉連通，所述橋接端密閉氣倉的底部敞口通過橋接端支撐薄膜與凹形吸附面上表面密封連接，所述抽氣裝置通過軟管連通凹形吸附面所形成的吸氣腔。本專利技術結(jié)構(gòu)特點還在于:振動端支撐薄膜和橋接端支撐薄膜均為彈性薄膜。所述主動吸附式橋接機構(gòu)均采用非磁性硬質(zhì)材料制成。所述非磁性硬質(zhì)材料為塑料或者樹脂。所述凹形吸附面的邊緣附著與生物組織易于吸附的柔性薄膜。所述柔性薄膜為 任一種磁共振兼容的單一或者復合塑料薄膜材料，包括但不局限于尼龍、聚酯、鍍鋁、聚苯烯或者聚乙烯薄膜。所述凹形吸附面上端設有開口，所述橋接端密閉氣倉的側(cè)壁設有抽氣孔，所述開口通過軟管與抽氣孔內(nèi)接口相連，所述抽氣裝置通過軟管與抽氣孔外接口相連。連通抽氣裝置與凹形吸附面所形成的吸氣腔的軟管上設有負氣壓檢測儀表。所述吸氣腔軟管為硅膠管。與現(xiàn)有技術相比，本專利技術的有益效果體現(xiàn)在:1、本專利技術針對彈性波轉(zhuǎn)化效率低這一問題，建立了激勵-響應系統(tǒng)主動吸附式橋接裝置，橋接裝置與人體組織相吸附，外源驅(qū)動與組織應變之間的相位和頻率保持一致，彌補了單向推動激勵的問題與不足，協(xié)同彈性波驅(qū)動與組織應變，提高了彈性波的轉(zhuǎn)換效率。2、本專利技術應用彈性軟管連接抽氣裝置與凹形吸附面，提供主動吸附功能的同時，并不干擾凹形吸附面的對彈性波的傳遞。主動吸附式橋接裝置主要由非磁性材料制成，不會對磁成像形成干擾。3、本專利技術體積小、質(zhì)量輕、方便操作。【附圖說明】圖1為本專利技術磁共振彈性成像主動式吸附橋接激勵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標號:1微型振動臺；2 “T”型推桿；3振動端支撐薄I吳；4振動端惡、閉氣倉；5硬質(zhì)軟管；6橋接端密閉氣倉；7抽氣孔；8彈性軟管；9抽氣裝置；10橋接端支撐薄膜；11凹形吸附面，12負氣壓檢測儀表、13空氣閥門。【具體實施方式】下面結(jié)合附圖對本專利技術進一步說明。如附圖所示，本磁共振彈性成像主動吸附式橋接裝置主要包括兩大部分:振動發(fā)生器和主動吸附式橋接機構(gòu)。振動發(fā)生器包括微型振動臺、振動端密閉氣倉和“T”型推桿，微型振動臺的頂部與上表面為圓面設計的“T”型推桿2連接，“T”型推桿2上圓面邊緣通過與彈性結(jié)構(gòu)支撐端薄膜3與振動端密閉氣倉密封連接；從而可以借助薄膜的彈性進行彈性波的傳遞。主動吸附式橋接機構(gòu)包括橋接端密閉氣倉6、凹形吸附面11和抽氣裝置9，橋接端密閉氣倉6通過長硬質(zhì)軟管5與振動端密閉氣倉4連通構(gòu)成密閉氣柱，橋接端密閉氣倉的底部敞口通過橋接端支撐薄膜10與凹形吸附面11上表面形成密封；橋接端支撐薄膜10具有彈性，既可以使橋接端密閉氣倉6—端密閉，又可以借助薄膜的彈性將彈性波傳遞到凹形吸附腔8上。凹形吸附面的邊緣附著與生物組織易于吸附的柔性薄膜，如硅膠薄膜，且凹形吸附面上端同時設有開口，橋接端密閉氣倉的側(cè)壁設有抽氣孔7，開口通過彈性軟管與抽氣孔的內(nèi)接口相連，抽氣孔的外接口通過彈性軟管依次連接氣壓表11和微型氣缸12的一端開口。抽氣裝置主體為一微型氣缸，在抽取凹形吸附腔8內(nèi)部空氣的同時，并不改變橋接端氣倉6的內(nèi)部氣壓。通過手柄移動微型氣缸的活塞，即可抽取凹形吸附腔8內(nèi)部的空氣。微型氣缸的另一端開口連接空氣閥門13，抽氣過程中，空氣閥門13打開，微型氣缸的活塞可自如活動。當抽氣結(jié)束后，關閉空氣閥門13，利用氣壓平衡原理，鎖定微型氣缸的活塞的位置不變，保持凹形吸附腔8的內(nèi)部為低氣壓狀態(tài)。以上實施例中，振動端支撐薄膜和橋接端支撐薄膜均為彈性薄膜，其材質(zhì)可以為任一種磁共振兼容的單一或者復合塑料薄膜材料，包括但不局限于尼龍、聚酯、鍍鋁、聚苯烯或者聚乙烯薄膜。主動吸附式橋接機構(gòu)均采用非磁性硬質(zhì)塑料或者樹脂材料制成。吸氣腔彈性軟管8為硅膠管。工作原理:首先啟動抽氣裝置9，將凹形吸附面11的吸氣腔與人體組織之間的接觸空間抽為真空，在氣壓作用下，凹形吸附面11緊緊與人體組織吸附；通過負氣壓檢測儀表12，定量控制壓力的大小。然后啟動并調(diào)節(jié)微型振動臺I前端的信號源和功放，微型振動臺I輸出預定幅值和頻率的機械振動，產(chǎn)生彈性波，推動“T”型推桿2同步振動，“T”型推桿2圓形上表面通過振動端支撐薄膜3對振動端密閉氣倉4內(nèi)的氣體進行壓縮和拉伸，產(chǎn)生氣體振蕩。振動發(fā)生器產(chǎn)生的振蕩氣流在密閉氣柱和橋接端密閉氣倉6內(nèi)運動，傳遞彈性波；彈性波作用于凹形吸附面11，借助橋接端支撐薄膜10傳遞彈性波至人體組織表面；在彈性波作用下，組織內(nèi)部產(chǎn)生質(zhì)點位移；采用特殊的相差對比成像序列，磁共振成像設備采集一系列波動相位圖；根據(jù)波動相位圖，通過彈性力學逆向求解反演出彈性系數(shù)分布圖。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種磁共振彈性成像主動吸附式橋接激勵裝置，其特征在于，包括振動發(fā)生器和主動吸附式橋接機構(gòu)；所述振動發(fā)生器包括微型振動臺、振動端密閉氣倉和“T”型推桿，所述“T”型推桿的下端與微型振動臺連接，所述“T”型推桿的頂部端面邊緣通過振動端支撐薄膜與振動端密閉氣倉密封連接；所述主動吸附式橋接機構(gòu)包括橋接端密閉氣倉、凹形吸附面和抽氣裝置，所述橋接端密閉氣倉通過硬質(zhì)導管與振動端密閉氣倉連通，所述橋接端密閉氣倉的底部敞口通過橋接端支撐薄膜與凹形吸附面上表面密封連接；所述抽氣裝置通過軟管連通凹形吸附面所形成的吸氣腔。

【技術特征摘要】
1.一種磁共振彈性成像主動吸附式橋接激勵裝置，其特征在于，包括振動發(fā)生器和主動吸附式橋接機構(gòu)； 所述振動發(fā)生器包括微型振動臺、振動端密閉氣倉和“T”型推桿，所述“T”型推桿的下端與微型振動臺連接，所述“T”型推桿的頂部端面邊緣通過振動端支撐薄膜與振動端密閉氣倉密封連接； 所述主動吸附式橋接機構(gòu)包括橋接端密閉氣倉、凹形吸附面和抽氣裝置，所述橋接端密閉氣倉通過硬質(zhì)導管與振動端密閉氣倉連通，所述橋接端密閉氣倉的底部敞口通過橋接端支撐薄膜與凹形吸附面上表面密封連接；所述抽氣裝置通過軟管連通凹形吸附面所形成的吸氣腔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁共振彈性成像主動吸附式橋接激勵裝置，其特征在于，振動端支撐薄膜和橋接端支撐薄膜均為彈性薄膜，其材質(zhì)可以為任一種磁共振兼容的單一或者復合塑料薄膜材料，包括但不局限于尼龍、聚酯、鍍鋁、聚苯烯或者聚乙烯薄膜。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁共振彈性成像主動吸附式橋...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：李炳南，周迅，向馗，付振峰，汪萌，鐘凱，
申請(專利權(quán))人：合肥工業(yè)大學，
類型：發(fā)明
國別省市：安徽;34