降噪磁共振成像設備的製作方法

2023-04-29 11:12:12

本實用新型涉及磁共振成像領域，特別是涉及一種降噪磁共振成像設備。

背景技術：

磁共振成像(MRI)掃描儀普遍的應用於臨床研究和醫學診斷中。常見的高達3特斯拉的磁場強度，允許使用快速掃描序列進行高解析度成像。然而，隨著磁場強度的增加，掃描時所產生的聲學噪音也在增加。掃描序列的電流快速切換使梯度線圈產生振動。具體的，梯度線圈位於主磁場內，由於線圈中通有電流，根據Fleming左手定律，線圈中的金屬絲受洛倫茲力的作用。當電流發生急劇變化時，金屬絲受力也相應變化，從而產生劇烈的振動，導致糟糕的圖像質量和高分貝噪聲。這種高分貝噪聲易引起病人的不適甚至恐懼，進一步影響圖像效果，使得圖像質量不佳。同時對長期處於核磁室的醫護人員造成生理和心理上的危害。

技術實現要素：

基於此，有必要針對傳統的磁共振成像設備使用時圖像質量不佳的問題，提供一種提高圖像質量的降噪磁共振成像設備。

一種降噪磁共振成像設備，包括

射頻線圈，內部形成用作檢查區域的空腔，所述射頻線圈用以發射射頻脈衝序列和接收採樣信號；

梯度線圈，套設於所述射頻線圈的外部，用以產生梯度磁場；

主磁體，套設於所述梯度線圈的外部，用以提供主磁場；

以及阻尼降噪層，套設於所述梯度線圈的外部或者嵌套於所述梯度線圈的內部，所述阻尼降噪層包括聚脲氣凝膠層或者聚亞安酯氣凝膠層。

與傳統的磁共振成像設備相比，本實用新型的降噪磁共振成像設備在使用過程中，由於阻尼降噪層套設於梯度線圈的外部或者嵌套於梯度線圈的內部， 且聚脲氣凝膠層內的納米纖維和納米粒子自組裝成的微納級多孔結構能夠有效衰減聲波能量，隔音降噪效果好；而聚亞安酯氣凝膠為超回彈記憶型氣凝膠，有一定柔韌度，是新型的具有納米孔洞結構的粘彈性阻尼材料，吸音效果更佳。因此，本實用新型的降噪磁共振成像設備能夠減少梯度線圈產生振動帶來的噪聲，從而提高病人和醫護人員檢測時的舒適度和檢測圖像的質量。

在其中一個實施例中，所述阻尼降噪層包括聚脲氣凝膠層和聚亞安酯氣凝膠層，所述聚脲氣凝膠層位於所述聚亞安酯氣凝膠層的外側。

在其中一個實施例中，所述阻尼降噪層還包括夾層，所述夾層位於所述聚脲氣凝膠層和所述聚亞安酯氣凝膠層之間。

在其中一個實施例中，所述夾層為空腔或者纖維層。

在其中一個實施例中，所述降噪磁共振成像設備還包括保護層，所述保護層包裹在所述阻尼降噪層的外部。

在其中一個實施例中，所述阻尼降噪層位於所述射頻線圈與所述梯度線圈之間、或者位於所述梯度線圈與所述主磁體之間。

在其中一個實施例中，所述聚脲氣凝膠層的密度為50kg/m3～650kg/m3。

在其中一個實施例中，所述聚亞安酯氣凝膠層的密度為50kg/m3～1000kg/m3。

在其中一個實施例中，所述聚脲氣凝膠層沿所述射頻線圈向所述主磁體的方向的密度函數為減函數或增函數，或者所述聚脲氣凝膠層沿所述射頻線圈向所述主磁體的方向的密度函數的導函數為減函數或增函數。

在其中一個實施例中，所述聚亞安酯氣凝膠層沿所述射頻線圈向所述主磁體的方向的密度函數為減函數或增函數，或者所述聚亞安酯氣凝膠層沿所述射頻線圈向所述主磁體的方向的密度函數的導函數為減函數或增函數。

附圖說明

圖1為一實施方式的降噪磁共振成像設備的示意圖；

圖2為圖1中降噪磁共振成像設備的部分放大圖；

圖3為密度為300kg/m3的聚亞安酯氣凝膠的掃描電鏡圖；

圖4為密度為170kg/m3的聚脲氣凝膠的掃描電鏡圖；

圖5為另一實施方式的降噪磁共振成像設備的示意圖；

圖6為圖5中降噪磁共振成像設備的部分放大圖。

具體實施方式

為使本實用新型的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本實用新型。但是本實用新型能夠以很多不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似改進，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。

請參見圖1和圖2，一實施方式的降噪磁共振成像設備100，由內而外依次包括射頻線圈110、梯度線圈120和主磁體130。其中，射頻線圈110的內部形成用作檢查區域的空腔112。檢查區域為病人進行檢查的區域。射頻線圈110用以發射射頻脈衝序列和接收採樣信號。梯度線圈120套設於射頻線圈110的外部，用以產生梯度磁場。主磁體130套設於梯度線圈120的外部，用以提供主磁場。

此外，本實施方式的降噪磁共振成像設備100還包括阻尼降噪層，用以減少梯度線圈120產生振動帶來的噪聲。本實施方式的阻尼降噪層包括第一聚亞安酯氣凝膠層141、第二聚亞安酯氣凝膠層142和聚脲氣凝膠層143。其中，第一聚亞安酯氣凝膠層141嵌套於梯度線圈120的內部。具體的，第一聚亞安酯氣凝膠層141位於射頻線圈110與梯度線圈120之間。而第二聚亞安酯氣凝膠層142和聚脲氣凝膠層143位於梯度線圈120與主磁體130之間。具體的，第二聚亞安酯氣凝膠層142套設於梯度線圈120的外部。聚脲氣凝膠層143套設於第二聚亞安酯氣凝膠層142的外部。

由於第一聚亞安酯氣凝膠層141和第二聚亞安酯氣凝膠層142均為超回彈記憶型氣凝膠，有一定柔韌度，是新型的具有納米孔洞結構的粘彈性阻尼材料，二者的掃描電鏡圖如圖3所示。因此，將第一聚亞安酯氣凝膠層141和第二聚亞安酯氣凝膠層142分別設置在梯度線圈120的內部和外部，能夠吸收梯度線圈120振動產生的噪聲，吸音效果更佳。

本實施方式的第一聚亞安酯氣凝膠層141和第二聚亞安酯氣凝膠層142的密度均為300kg/m3。當然，二者的密度不以此為限，其亦可為50kg/m3～1000kg/m3之間的任意數值。

本實施方式的聚脲氣凝膠層143的密度為170kg/m3，其掃描電鏡圖如圖4所示。從圖4中可以看出，聚脲氣凝膠層143為納米纖維和納米粒子自組裝成的微納級多孔結構。當然，聚脲氣凝膠層143的密度不以此為限，其亦可為50kg/m3～650kg/m3之間的任意數值。

需要說明的是，本實施方式中的第一聚亞安酯氣凝膠層141、第二聚亞安酯氣凝膠層142和聚脲氣凝膠層143均為均一的密度，但不以此為限，第一聚亞安酯氣凝膠層141、第二聚亞安酯氣凝膠層142和聚脲氣凝膠層143各自的密度亦可不均一，三者均可沿某個方向發生變化。

例如，第一聚亞安酯氣凝膠層141和第二聚亞安酯氣凝膠層142各自沿射頻線圈110向主磁體130的方向的密度函數可以為減函數或增函數，或者第一聚亞安酯氣凝膠層141和第二聚亞安酯氣凝膠層142各自沿射頻線圈110向主磁體130的方向的密度函數的導函數為減函數或增函數。同樣的，聚脲氣凝膠層143沿射頻線圈110向主磁體130的方向的密度函數可以為減函數或增函數，或者聚脲氣凝膠層143沿射頻線圈110向主磁體130的方向的密度函數的導函數為減函數或增函數。

在噪聲傳播的方向，漸變密度的氣凝膠層的內部材料結構不是均一不變的，而是逐漸變化的，可以更廣泛地減弱不同波長下的聲音，同時可有效消除聲音共振而帶來的不良影響。

上述實施方式中，採用第一聚亞安酯氣凝膠層141、第二聚亞安酯氣凝膠層142和聚脲氣凝膠層143的結合作為阻尼降噪層。聚脲氣凝膠層143內的納米纖維和納米粒子自組裝成的微納級多孔結構能夠有效衰減聲波能量，隔音降噪效果好；而第一聚亞安酯氣凝膠層141和第二聚亞安酯氣凝膠層142為超回彈記憶型氣凝膠，有一定柔韌度，是新型的具有納米孔洞結構的粘彈性阻尼材料，吸音效果更佳。因此，本實施方式的降噪磁共振成像設備100能夠減少梯度線圈產生振動帶來的噪聲，從而提高圖像質量。

此外，本實用新型的阻尼降噪層亦可為單一的聚脲氣凝膠層或者單一的聚亞安酯氣凝膠層，且聚脲氣凝膠層或者聚亞安酯氣凝膠層各自亦可包括層疊的至少兩個子層，相鄰兩個子層的密度可以相同或者不同。而每層氣凝膠層的密度可以都保持均一，也可以都沿某個方向而發生連續變化。而阻尼降噪層可位於射頻線圈與梯度線圈之間、或者亦可位於梯度線圈與主磁體之間。此外，阻尼降噪層中的每個子層亦可單獨位於上述各個位置。

此外，本實用新型的阻尼降噪層還可以包括夾層。請參見圖5和圖6，在另一個較優的實施例中，降噪磁共振成像設備200由內而外依次包括射頻線圈210、梯度線圈220、阻尼降噪層以及主磁體230。射頻線圈210的內部形成用作檢查區域的空腔212。

阻尼降噪層包括聚亞安酯氣凝膠層241、夾層242和聚脲氣凝膠層243。其中，夾層242位於聚脲氣凝膠層243和聚亞安酯氣凝膠層241之間。夾層242可以為空腔或者纖維層。纖維層為由編制纖維組成的多功能層，編制纖維表示編織和製造的纖維，其可以是合成纖維或者天然纖維。本實施方式的夾層242具體為隔音棉。

由於聲音在空腔或者纖維層中傳播的速度較慢，能量損耗較大，因此，在聚亞安酯氣凝膠層241和聚脲氣凝膠層243之間設置夾層更能夠起到隔音降噪的功能。

在另一個較優的實施例中，本實用新型的降噪磁共振成像設備還包括保護層。上述保護層包裹在阻尼降噪層的外部，用以保護阻尼降噪層。保護層可以為金屬層、塑料層、薄膜層或者塗料層。

需要說明的是，上述各個實施方式中的阻尼降噪層的厚度不限，具體可根據實際需求進行選擇。同樣的，聚脲氣凝膠層、夾層和聚亞安酯氣凝膠層的厚度亦不限，亦可根據實際需求進行選擇。

與傳統的磁共振成像設備相比，本實用新型的降噪磁共振成像設備在使用過程中，由於阻尼降噪層位於梯度線圈和主磁體之間，且聚脲氣凝膠層內的納米纖維和納米粒子自組裝成的微納級多孔結構能夠有效衰減聲波能量，隔音降噪效果好；而聚亞安酯氣凝膠為超回彈記憶型氣凝膠，有一定柔韌度，是新型 的具有納米孔洞結構的粘彈性阻尼材料，吸音效果更佳。因此，本實用新型的降噪磁共振成像設備能夠減少梯度線圈產生振動帶來的噪聲，從而提高病人和醫護人員檢測時的舒適度和檢測圖像的質量。

以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。因此，本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。