用于弹性成像设备的振动发生系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及用于弹性成像设备的振动发生系统及其控制方法。一种用于弹性成像设备的振动发生系统，包括：控制单元；压力源；压力调控单元；和振动传递单元。压力调控单元分别与压力源和振动传递单元流体连通。振动传递单元用于根据作用在其上的压力传递振动。控制单元与压力调控单元耦合。根据本发明专利技术，控制单元配置成根据输入的弹性成像条件利用查找表模块获得控制参数，以便对压力调控单元进行控制。本发明专利技术还涉及弹性成像设备、控制用于弹性成像设备的振动发生系统的方法、操作弹性成像设备的方法以及相应的计算机可读介质。

Vibration Generation System for Elastic Imaging Equipment and Its Control Method

The invention relates to a vibration generating system for an elastic imaging device and a control method thereof. A vibration generating system for an elastic imaging device includes a control unit, a pressure source, a pressure regulating unit and a vibration transmission unit. The pressure control unit is connected with the pressure source and the vibration transmission unit respectively. Vibration transfer unit is used to transfer vibration according to the pressure acting on it. The control unit is coupled with the pressure control unit. According to the present invention, the control unit is configured to obtain control parameters by using the lookup table module according to the input elastic imaging conditions in order to control the pressure control unit. The invention also relates to an elastic imaging device, a method for controlling a vibration generating system for an elastic imaging device, a method for operating an elastic imaging device and a corresponding computer readable medium.

【技术实现步骤摘要】
用于弹性成像设备的振动发生系统及其控制方法
本专利技术涉及弹性成像设备以及弹性成像方法，更具体地，涉及用于弹性成像设备的振动发生系统以及用于控制振动发生系统的方法。
技术介绍
已知磁共振成像(MRI)为一种医疗影像检测手段，它利用外部磁场来采集和创建身体内部的截面图像。除了骨骼等低含水量器官外，MRI可以提供所有其他器官和组织的准确结构图像，用于检测和评估组织结构和组成的细微变化。例如，MRI可以有效地呈现诸如脑、内脏、血管、肌肉、肌腱、韧带和软骨等软组织的组织解剖结构。另外地，MRI还可以用来检测大脑功能代谢变化、分析组织纤维走向、评估心血管系统的主要功能、形态和结构等。近来，提出了一种基于磁共振成像的称为磁共振弹性成像(MRE)的新兴影像技术，它可以用来定量检测组织的机械特性。对于MRE，与临床上的触诊类似地，需要将外界应力传递到待检查的组织。由此，MRE通过检测组织在外界应力作用下的变化来检验其机械特性。为此目的，MRE通过例如压力致动的振动发生系统将机械振动传输至目标组织。振动在目标组织内部的表象(如波长、振幅)被记录在MRI的复合信号中，从而形成动态的相位波形图。基于波形图，可以数学重建得出组织结构以及定量的机械特性。通过测量组织在所有空间方向上的形变，MRE可以有效地量化各种机械特性，例如复剪切模量、杨氏模量或压缩模量、以及组织内部存在的方向特异性等。在弹性成像过程中，需要准确地调控振动发生系统。目前，操作者需要根据被检查对象的个体差异对于振动发生系统进行手动调节。然而，适宜的振动参数在不同的弹性成像条件下受到许多复杂且相互关联变量的影响。这些弹性成像条件例如涉及不同的器官(组织的大小、类型、结构与位置具有差异)、不同的病理状态(同一器官在不同病理状态下的表现具有差异)、不同的被检查对象的身高体重指数(BMI)(振动穿透力具有差异)、不同的振动频率、不同的运动编码梯度(由磁共振设备的梯度线圈产生的对运动物体进行相位编码的磁场梯度，单位为mT/m)等。由此，为了获得高质量的MRE数据以便进行准确的分析，操作者需要具有丰富的实际经验和娴熟的操作技能。然而，这对操作者提出了较高的要求。实际上，操作不当(例如对振动发生系统的不适当的调节)是导致MRE故障和检测失败的重要原因。
技术实现思路
因此，希望提出用于弹性成像设备的振动发生系统以及用于控制振动发生系统的方法，其能够提供简化的操作，根据弹性成像条件实现标准化的振动，而减少错误的设备参数设定，从而提高对组织弹性分析的准确性，并且同时降低由被检查对象的个体差异带来的偏差。根据本专利技术的一些方面，提供了一种用于弹性成像设备的振动发生系统，包括：控制单元；压力源；压力调控单元；和振动传递单元。压力调控单元分别与压力源和振动传递单元流体连通。振动传递单元用于根据作用在其上的压力传递振动。控制单元与压力调控单元耦合。根据本专利技术，控制单元配置成根据输入的弹性成像条件利用查找表模块获得控制参数，以便对压力调控单元进行控制。根据本专利技术的一些实施例，压力调控单元包括压力激励阀，压力激励阀布置在振动传递单元的上游，并且与振动传递单元流体连通。压力激励阀可以在断开位置和操作位置之间运动，其断开和操作位置的切换频率也可以通过控制单元设定。在断开位置中，振动传递单元与压力激励阀上游断开而与周围环境流体连通，在操作位置中，来自压力激励阀上游的压力传递到振动传递单元。这样，通过压力激励阀，可以控制作用在振动传递单元上的压力和振动的频率。根据本专利技术的一些实施例，还提供了包括波形发生器，波形发生器与查找表模块和压力激励阀耦合，并且配置成基于通过查找表模块获得的控制参数生成用于压力激励阀的波形信号，以便对压力激励阀进行控制。根据本专利技术的一些实施例，压力调控单元还包括压力设定机构，压力设定机构包括压力设定阀，压力设定阀布置在压力源的下游，并且与压力源流体连通。优选地，压力设定阀还布置在压力激励阀的上游，并且与压力激励阀流体连通。这样，通过压力设定阀，可以影响作用在振动传递单元上的压力。例如，当压力源所提供的压力不适于直接通过压力激励阀作用于振动传递单元时，通过压力设定阀，可以调节和设定压力激励阀上游的压力大小。另外地，当需要补偿在MRE技术中可能存在的高振动频率区的振幅衰减时，通过压力设定阀，可以调节和设定压力激励阀上游的带有补偿的压力大小。优选地，查找表模块可以针对特定的弹性成像条件设置补偿。根据本专利技术的一些实施例，压力设定机构还包括反馈逻辑单元和传感器。优选地，反馈逻辑单元耦合到压力设定阀。优选地，反馈逻辑单元配置成接收用于压力设定机构的目标输入和来自传感器的反馈。例如，来自传感器的反馈为传感器的感测参数或以其它方式与其对应。优选地，反馈逻辑单元配置成分析目标输入与反馈(例如，比较差异)，以便反馈控制压力设定阀。根据本专利技术的一些实施例，还提供了控制模块，控制模块与查找表模块和压力设定机构耦合，并且配置成基于通过查找表模块获得的控制参数生成用于压力设定机构的目标输入，以便对压力设定机构进行控制。优选地，用于压力设定机构的目标输入可以传递至压力设定机构的反馈逻辑单元。根据本专利技术的一些实施例，控制模块还配置成进行反馈控制，并且优选地包括集成反馈逻辑单元。集成反馈逻辑单元配置成接收控制参数和实际输出，并且配置成分析控制参数和实际输出(例如，比较差异)，以便获得经调节的用于压力设定机构的目标输入。实际输出可以是来自压力设定机构的传感器的反馈。这样，反馈逻辑单元配置成接收来自压力设定机构的反馈来进行反馈控制。替代地或附加地，实际输出可以是来自附加传感器的反馈。由此，还提供了附加传感器。优选地，附加传感器布置在压力设定机构的下游。优选地，附加传感器布置在压力激励阀的上游。这样，反馈逻辑单元配置成接收来自附加传感器的反馈来进行反馈控制。例如，来自附加传感器的反馈为传感器的感测参数或以其它方式与其对应。虽然以上描述涉及执行分析和调节控制的反馈逻辑单元，根据本专利技术的另一些实施例，分析的执行和控制的调节也可以通过实现功能的程序模块实现。然而，这些实现仅仅是示例，并且不旨在限制本专利技术。优选地，压力设定机构的传感器和/或附加传感器可以是用于检测压力设定阀的阀位置的位置传感器和/或用于检测压力设定阀所实现的压力的压力传感器和/或用于检测经过压力设定阀的流量的流量传感器，并且压力设定机构的传感器和/或附加传感器可以具有任何适当的数量。有利地，反馈控制采用比例-积分-微分控制，并且在相应的反馈回路中具有多个传感器(或多种反馈)的情况下，反馈控制是级联的反馈控制。另外，压力设定机构的反馈控制与控制模块的反馈控制的结合也是一种形式的级联的反馈控制。根据本专利技术的一些实施例，压力调控单元还包括压力缓冲装置。优选地，压力缓冲装置分别与压力设定阀和压力激励阀流体连通。这样，可以缓冲(缓解)由压力激励阀的运动(例如，开启和闭合)而导致的间歇性压力波动。根据本专利技术的一些实施例，查找表模块储存有(各种不同的)弹性成像条件与用于压力调控单元的控制参数(优选地，以及压力参数并且因此振动参数)的关联关系。优选地，查找表模块可被包括控制单元或弹性成像设备中。优选地，查找表模块为保存在存储器中的能够被访问的查找表。由此，所述关联关系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于弹性成像设备的振动发生系统，包括：控制单元；压力源；压力调控单元；和振动传递单元；其中，压力调控单元分别与压力源和振动传递单元流体连通；其中，振动传递单元用于根据作用在其上的压力传递振动；其中，控制单元与压力调控单元耦合，其特征在于，控制单元配置成根据输入的弹性成像条件利用查找表模块获得控制参数，以便对压力调控单元进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种用于弹性成像设备的振动发生系统，包括：控制单元；压力源；压力调控单元；和振动传递单元；其中，压力调控单元分别与压力源和振动传递单元流体连通；其中，振动传递单元用于根据作用在其上的压力传递振动；其中，控制单元与压力调控单元耦合，其特征在于，控制单元配置成根据输入的弹性成像条件利用查找表模块获得控制参数，以便对压力调控单元进行控制。2.根据权利要求1所述的振动发生系统，其中，压力调控单元包括压力设定机构，压力设定机构包括压力设定阀，压力设定阀布置在压力源的下游，并且与压力源流体连通。3.根据权利要求2所述的振动发生系统，其中，还提供了控制模块，控制模块与查找表模块和压力设定机构耦合，并且配置成基于通过查找表模块获得的控制参数生成用于压力设定机构的目标输入，以便对压力设定机构进行控制。4.根据权利要求3所述的振动发生系统，其中，压力设定机构还包括反馈逻辑单元和传感器，其中，反馈逻辑单元耦合到压力设定阀，并且配置成接收和分析用于压力设定机构的目标输入和来自传感器的反馈，以便反馈控制压力设定阀。5.根据权利要求3或4所述的振动发生系统，其中，控制模块包括集成反馈逻辑单元以用于反馈控制，集成反馈逻辑单元配置成接收和分析控制参数和实际输出，以便获得经调节的用于压力设定机构的目标输入。6.根据权利要求5所述的振动发生系统，其中，实际输出是来自压力设定机构的传感器的反馈，和/或，实际输出是来自布置在压力设定机构的下游的附加传感器的反馈。7.根据权利要求1所述的振动发生系统，其中，压力调控单元包括压力缓冲装置。8.根据权利要求1所述的振动发生系统，其中，查找表模块储存有各种不同的弹性成像条件与用于压力调控单元的控制参数的关联关系。9.根据权利要求1所述的振动发生系统，其中，查找表模块被包括控制单元或弹性成像设备中。10.根据权利要求1所述的振动发生系统，其中，查找表模块为保存在存储器中的能...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晶，因戈尔夫·萨克，于尔根·布劳恩，塔斯洛·海因泽，
申请(专利权)人：郭晶，因戈尔夫·萨克，于尔根·布劳恩，塔斯洛·海因泽，
类型：发明
国别省市：德国,DE