本發(fā)明涉及磁共振彈性成像的外部激勵技術(shù)，尤其涉及一種用于動物和體外樣本磁共振彈性成像的驅(qū)動裝置。

背景技術(shù)：

磁共振彈性成像(Magnetic Resonance Elastography，MRE)方法是一種基于生物軟組織物理力學(xué)特性進行無創(chuàng)檢測的影像技術(shù)，目前已在針對肝硬化的臨床診斷方面開展應(yīng)用，并在其他器官組織的病理診斷相關(guān)方向開展大量應(yīng)用。應(yīng)用小動物模型(小鼠、大鼠等)進行研究與測試是目前主要的臨床應(yīng)用前期的主要方法。

磁共振彈性成像技術(shù)的工作原理是通過在磁共振成像設(shè)備中附加一套產(chǎn)生機械震動的裝置，在被檢體的表面施加外力，產(chǎn)生介質(zhì)內(nèi)質(zhì)點的位移，對質(zhì)點的位移進行MR成像，通過圖像處理獲得組織內(nèi)部的彈性系數(shù)空間分布圖。故振動激發(fā)裝置的穩(wěn)定性及可靠性在MRE檢查中起著至關(guān)重要的作用。

現(xiàn)有針對小動物的磁共振彈性成像裝置主要通過動力傳遞實現(xiàn)振動，典型設(shè)計包括：1、通過空間布置壓電片，配合傳力機構(gòu)進行動力傳遞^[1]；2、通過連桿機構(gòu)進行電磁驅(qū)動動力傳遞^[2]。參考文獻為：

Boulet,T.,M.L.Kelso,and S.F.Othman,Long-Term In Vivo Imaging of Viscoelastic Properties of the Mouse Brain after Controlled Cortical Impact.Journal of Neurotrauma,2013.30(17):p.1512-1520.

Murphy,M.C.,et al.,Magnetic resonance elastography of the brain in a mouse model of Alzheimer's disease:initial results.Magnetic resonance imaging,2012.30(4):p.535-539.

壓電驅(qū)動型磁兼容性很好，使用廣泛，但存在一下缺點：

1、需要額外的動力傳遞機構(gòu)進行運動傳輸，無法將驅(qū)動器運動直接傳遞到測試組織部位，動力傳輸效率低；

2、驅(qū)動器在動物周圍空間占據(jù)位置較大，限制了在口徑較小的磁共振儀中的使用；

3、僅針對小動物，無法直接應(yīng)用于體積較大的大動物實驗或其他體外樣本。

有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計人，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的用于動物和體外樣本磁共振彈性成像的驅(qū)動裝置，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、空間利用率高，能夠在平面內(nèi)實現(xiàn)動力傳遞以提高動力傳輸效率，并通用于不同尺寸的大小動物以及其他體外樣本測試的磁共振彈性成像的驅(qū)動裝置。

本發(fā)明的用于動物和體外樣本磁共振彈性成像的驅(qū)動裝置，包括基座，所述基座上設(shè)有壓電驅(qū)動器和由壓電驅(qū)動器驅(qū)動的動物/樣本安裝機構(gòu)，其中

-所述壓電驅(qū)動器包括中空的橢圓梁和沿橢圓梁的長軸設(shè)置的壓電陶瓷片，所述壓電陶瓷片的兩端分別與所述橢圓梁對應(yīng)其長軸的兩端連接，所述橢圓梁對應(yīng)的短軸的兩端為動力輸出端；

-所述安裝機構(gòu)包括與其中一個所述動力輸出端連接的驅(qū)動器連接件、與驅(qū)動器連接件連接的驅(qū)動桿、套設(shè)在驅(qū)動桿端部的麻醉頭套，以及兩設(shè)置在所述基座上分別位于所述驅(qū)動桿兩側(cè)、用于調(diào)整動物/樣本安裝位置的調(diào)節(jié)支架，兩所述調(diào)節(jié)支架的端部伸出所述麻醉頭套的端部，所述調(diào)節(jié)支架伸出所述麻醉頭套的端部為動物頭部固定端，所述固定端上設(shè)有若干固定孔。

進一步的，所述麻醉頭套由兩側(cè)壁、連接兩側(cè)壁頂部的頂壁以及連接兩側(cè)壁側(cè)部并能卡住所述驅(qū)動桿的后壁圍合而成，所述后壁上設(shè)有貫穿其兩側(cè)的通孔，所述通孔上連接有用于接入麻醉藥劑的導(dǎo)管。

進一步的，所述后壁上設(shè)有能夠?qū)⑺鲵?qū)動桿卡住的卡槽，所述頂壁上設(shè)有貫穿至所述后壁并與所述卡槽連通的安裝孔。

進一步的，所述驅(qū)動桿位于所述麻醉頭套的一端上還設(shè)有能夠讓動物咬合的咬合部，所述咬合部包括與所述驅(qū)動桿一端連接的連桿以及與連桿垂直連接并相對連桿兩側(cè)延伸的撐桿。

進一步的，所述撐桿的兩端均倒圓角。

進一步的，所述驅(qū)動器連接件包括與其中一個所述動力輸出端連接的第一連桿、分別與第一連桿兩端垂直連接的兩第二連桿，所述第一連桿與兩第二連桿之間圍合形成的空間可以卡住所述驅(qū)動桿的另一端，兩所述第二連桿與所述驅(qū)動桿的另一端上相應(yīng)的位置上均設(shè)有能有供螺栓穿過的穿孔。

進一步的，另一個所述動力輸出端與設(shè)置在所述基座上的固定板連接。

進一步的，所述橢圓梁對應(yīng)的短軸的兩端上設(shè)有螺紋孔，并在兩螺紋孔上連接短軸作為兩所述動力輸出端。

進一步的，所述橢圓梁為鋁合金材質(zhì)。

進一步的，所述基座的截面為半圓形。

借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點：

1、壓電陶瓷片與橢圓梁的結(jié)構(gòu)布置，實現(xiàn)了在平面內(nèi)傳遞動力，結(jié)構(gòu)簡單且空間利用率高；

2、通過橢圓梁與驅(qū)動桿直接將動力傳遞到組織部位，動力傳輸效率高；

3、驅(qū)動桿既可以與動物咬合配合，也可插入體外樣本容器中，使得本發(fā)明的驅(qū)動裝置通用于動物與體外樣本測試；

4、通過調(diào)節(jié)支架，可以調(diào)節(jié)動物或樣本容器在基座上的位置，從而能夠通用于不同尺寸的大小動物于體外樣本測試。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的驅(qū)動裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是驅(qū)動裝置中麻醉頭套的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是驅(qū)動裝置中麻醉頭套另一角度的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是驅(qū)動裝置中驅(qū)動桿的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是驅(qū)動裝置中壓電驅(qū)動器與驅(qū)動器連接件的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是實施例一的示意圖；

圖7是實施例二的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

參見圖1至圖5，本發(fā)明一較佳實施例所述的一種用于動物和體外樣本磁共振彈性成像的驅(qū)動裝置，包括截面為半圓形的基座10，基座10上設(shè)有壓電驅(qū)動器和由壓電驅(qū)動器驅(qū)動的動物/樣本安裝機構(gòu)。具體的，壓電驅(qū)動器包括中空的橢圓梁21和沿橢圓梁21的長軸設(shè)置的壓電陶瓷片22，壓電陶瓷片22的兩端分別與橢圓梁21對應(yīng)其長軸的兩端連接，橢圓梁2對應(yīng)的短軸的兩端為動力輸出端23；安裝機構(gòu)包括與其中一個動力輸出端23連接的驅(qū)動器連接件31、與驅(qū)動器連接件31連接的驅(qū)動桿32、套設(shè)在驅(qū)動桿32端部的麻醉頭套33，以及兩設(shè)置在基座10上分別位于驅(qū)動桿32兩側(cè)、用于調(diào)整動物/樣本安裝位置的調(diào)節(jié)支架34，兩調(diào)節(jié)支架34的端部伸出麻醉頭套33的端部，調(diào)節(jié)支架34伸出麻醉頭套33的端部為動物頭部固定端，固定端上設(shè)有若干固定孔35。

本發(fā)明中橢圓梁21由鋁合金材料制成，將壓電陶瓷片22沿橢圓長軸放置，壓電陶瓷片22在電壓激勵下產(chǎn)生收縮，產(chǎn)生沿橢圓梁21長軸方向的應(yīng)變。當(dāng)橢圓梁21在長軸方向收縮或拉伸運動時，短軸方向產(chǎn)生相應(yīng)的拉伸或收縮運動。當(dāng)壓電陶瓷片22受到交變電壓的激勵時，長軸方向的周期運動轉(zhuǎn)化為短軸方向的周期運動，并通過動力輸出端23傳出。為使本發(fā)明的驅(qū)動裝置在平面內(nèi)傳遞動力，本發(fā)明在橢圓梁21對應(yīng)的短軸的兩端上開設(shè)螺紋孔211，并在兩螺紋孔211上連接短軸212作為兩動力輸出端23，將其中一個短軸與設(shè)置在基座10上的固定板11連接，將該短軸限定不動，另一個短軸與驅(qū)動連接件31連接，由驅(qū)動連接件31帶動驅(qū)動桿32運動。

具體的，為使動物/樣本安裝機構(gòu)與壓電驅(qū)動器處于同一個平面上，本發(fā)明中的驅(qū)動器連接件31包括與其中一個動力輸出端23連接的第一連桿311、分別與第一連桿311兩端垂直連接的兩第二連桿312，第一連桿311與兩第二連桿312之間圍合形成的空間可以卡住驅(qū)動桿32的端部，兩第二連桿312與驅(qū)動桿32的另一端上相應(yīng)的位置上均設(shè)有能有供螺栓穿過的穿孔313。安裝時，將驅(qū)動桿32的端部卡進驅(qū)動器連接件31內(nèi)，并使各穿孔313相對應(yīng)，利用螺栓穿過各穿孔313鎖緊即可將驅(qū)動桿32與驅(qū)動器連接件31連接，實現(xiàn)動力傳遞。

為了方便麻醉并固定動物頭部，本發(fā)明中麻醉頭套33由兩側(cè)壁331、連接兩側(cè)壁331頂部的頂壁332以及連接兩側(cè)壁331側(cè)部并能卡住驅(qū)動桿32的后壁333圍合而成，后壁333上設(shè)有貫穿其兩側(cè)的通孔334，通孔334上連接有用于接入麻醉藥劑的導(dǎo)管335。將動物的頭部伸進麻醉頭套33內(nèi)，由麻醉頭套33固定，將麻醉藥劑通入導(dǎo)管335對動物進行麻醉。為加強對動物頭部的固定，可選擇性的用緊固螺栓安裝在調(diào)節(jié)支架34上的固定孔35上，將動物頭部再次固定在動物頭部固定端上。

為使麻醉頭套33能夠隨驅(qū)動桿32運動，本發(fā)明中麻醉頭套33的后壁333上設(shè)有能夠?qū)Ⅱ?qū)動桿32卡住的卡槽336，在頂壁332上設(shè)有貫穿至后壁333并與卡槽336連通的安裝孔337。安裝麻醉頭套33時，將卡槽336卡住驅(qū)動桿32，利用螺栓穿過安裝孔337將麻醉頭套33鎖緊在驅(qū)動桿32上即可。

本發(fā)明中，驅(qū)動桿32的結(jié)構(gòu)可根據(jù)測試對象進行調(diào)整。測試對象為小動物時，可在驅(qū)動桿32位于麻醉頭套33的端部上還設(shè)置能夠讓動物咬合的咬合部，咬合部包括與驅(qū)動桿32端部連接的連桿321以及與連桿321垂直連接并相對連桿321兩側(cè)延伸的撐桿323。利用連桿321與撐桿323形成的咬合部，可使動物咬住，從而在動物固定后，動物嘴巴咬合該咬合部，即可進行彈性成像。

為減小咬合過程中對動物的傷害，本發(fā)明中，撐桿323的兩端均倒圓角。

當(dāng)測試對象為體外樣本時，只需使驅(qū)動桿32的長度能夠深入固定好的樣本容器內(nèi)即可。

當(dāng)然，驅(qū)動桿的結(jié)構(gòu)并不限制以上所述情況，也可改用其他形式的驅(qū)動桿與驅(qū)動器連接件連接，只要能實現(xiàn)帶動樣本或動物振動即可。

下面通過兩個實施例來說明本發(fā)明的具體使用方法。

實施例一

小鼠磁共振彈性成像測試，如圖6所示，將小鼠300的腹部朝下，四肢張開后收在體側(cè)，動物在基座上的位置通過調(diào)節(jié)支架進行調(diào)節(jié)，張開小鼠嘴部將牙齒與驅(qū)動桿的咬合部咬合，將麻醉頭套套入小鼠頭部并將小鼠頭部嘴鼻部分完全覆蓋，小鼠的腹部用棉球墊高至與驅(qū)動桿同一水平位置。將驅(qū)動裝置100與小鼠300同時放入線圈200中，并置于磁共振掃描腔體內(nèi)，驅(qū)動裝置100的驅(qū)動線和麻醉冠從驅(qū)動裝置引出連接至磁共振彈性成像的附屬設(shè)備。

實施例二

樣本磁共振彈性成像測試，如圖7所示，將樣本400置于樣本容器500中，并將驅(qū)動桿32的端部插入樣本中。驅(qū)動桿32可根據(jù)樣本深度尺寸加工額外的延伸段。樣本容器400的位置通過調(diào)節(jié)支架與驅(qū)動裝置100連接。如樣本容器尺寸較小，可將樣本容器底部墊高至與驅(qū)動桿32同一水平位置。樣本與驅(qū)動裝置同置于線圈200中，驅(qū)動裝置100的驅(qū)動線和麻醉冠從驅(qū)動裝置引出連接至磁共振彈性成像的附屬設(shè)備。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并不用于限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。