CN104622470A - 一种听力保护辅助装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种听力保护辅助装置和方法。该听力保护辅助装置包括一噪声检测单元和一噪声监控单元，其中，所述噪声检测单元，用于采集噪声信号、将所述噪声信号量化为噪声水平数据并将所述噪声水平数据输出至所述噪声监控单元；所述噪声监控单元，用于基于所述噪声水平数据确定听觉保护措施的结果。根据本发明的具体实施方式的听力保护辅助装置提供了准确有效的噪声风险控制判断机制，该机制基于量化结果并且实时提供信息；避免操作人员的人为判断；同时，能够有效降低磁共振成像***的降噪成本。

Description

一种听力保护辅助装置和方法
技术领域
本发明涉及磁共振成像***，特别涉及包括磁共振成像***的听力保护辅助装置和方法。
背景技术
磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)是利用磁共振现象进行成像的一种技术。磁共振现象的原理主要包括：包含单数质子的原子核，例如人体内广泛存在的氢原子核，其质子具有自旋运动，犹如一个小磁体，并且这些小磁体的自旋轴没有一定的规律，如果施加外在磁场，这些小磁体将按外在磁场的磁力线重新排列，具体为在平行于或反平行于外在磁场磁力线的两个方向排列，将上述平行于外在磁场磁力线的方向称为正纵向轴，将上述反平行于外在磁场磁力线的方向称为负纵向轴；原子核只具有纵向磁化分量，该纵向磁化分量既具有方向又具有幅度。用特定频率的射频(Radio Frequency，RF)脉冲激发处于外在磁场中的原子核，使这些原子核的自旋轴偏离正纵向轴或负纵向轴，产生共振，这就是磁共振现象。上述被激发的原子核的自旋轴偏离正纵向轴或负纵向轴之后，该原子核就具有了横向磁化分量。停止发射射频脉冲后，被激发的原子核发射回波信号，将吸收的能量逐步以电磁波的形式释放出来，其相位和能级都恢复到激发前的状态，将原子核发射的回波信号经过空间编码等进一步处理即可重建图像。
在磁共振***的扫描过程中存在三部分动态安全风险，即过量射频能量(excessiveradio frequency energy，SAR)、过量低频场波动(excessive low frequency field variations，PNS和心脏刺激(cardiac stimulation))以及过量声学噪声。针对SAR和PNS，业界已经基于志愿测试和标准限制开发出相应的监控***，此类监控***能够通过实时监控保证在医用扫描中SAR和PNS保持安全水平。
但是，在现有磁共振成像***领域，扫描过程中的声学噪声控制仍旧是不准确且易混乱的方式：业界建议医院基于估计而不是实时量化的噪声水平(往往过量)提供听觉保护并且这种听觉保护也往往牺牲病人在扫描过程中的舒适度。
根据标准IEC60601-2-33的规定：1)在任何情况下，声学噪声水平都不应超过140dB的未加权峰值；2)任何能够产生高于99dB声学噪声的***，必须采取听觉保护使针对病人的声学噪声低于99dB；3)对于磁共振成像***的操作人员，声学噪声水平随工作时间长短变化，具体如下表所示。
工作时间(小时) 24 12 8 4 1
声学噪声(dB) 80 83 85 88 94
在磁共振成像***的设计方面，大量研发工作都投入在主动降低声学噪声水平上。其中最有效的方式是将梯度线圈至于真空容器从而隔绝声学噪声的传播路径。例如，利用这种方式，东芝声称可以将声学噪声水平降至70dB，因此大大低于标准IEC60601-2-33规定的听觉保护标准。但是，由于复杂的设计及其导致的成本提高和技术限制，此类方案在发展和普及方面面临极大障碍。其他成本适中的解决方案包括加入能量吸收泡沫、优化支撑结构从而降低震动，等等。这些解决方案能够将声学噪声降低20dB。但是，随着梯度能量和开关技术的飞速发展，新型磁共振成像***的最高噪声也越来越高。因此，即使在采用成本适中的降噪技术的情况下，大多数新型磁共振成像***仍旧会产生远远大于安全极限的最大声学噪声。
迄今为止，最广泛使用的解决方案仍是对病人和操作人员采取被动保护。由于声学噪声随空间位置和射频序列而变化，因此从安全角度考虑，业界一般采用“一刀切”的方式，即要求操作人员在整个扫描过程中为病人采取足够(甚至冗余)的听觉保护。出于以下原因，此解决方案实际上经常出现操作错误：
1)针对听觉保护水平，业界往往通过技术文档提供指导，但是此项信息对于操作人员来说并不能直接迅速的获取，因此常常被忽视；
2)在扫描过程中为了与操作人员交流，病人必须佩戴耳机，通常耳机某种程度上具有听觉保护功能，但是非常有限，但是在实际操作中，医院往往将耳机误用作听觉保护，这种情况下，无法完全保证达到听觉保护标准；
3)为了采用安全的解决方案，必须采用多种专用耳塞，同时鉴于通信需要，也必须采用耳机(耳罩)，所以在扫描过程中，耳机(耳罩)加耳塞成为最终解决方案，但是病人感觉非常不适，甚至拒绝使用耳塞。
因此，在新序列类型和参数下，现有技术无法保证声学噪声的最坏情况不会发生，所以，磁共振成像***业界亟需解决在扫描过程中采取有效的量化措施保护听觉的方法。
发明内容
本发明的具体实施例提出一种磁共振成像***的听力保护辅助装置，包括一噪声检测单元和一噪声监控单元，其中，所述噪声检测单元，用于采集噪声信号、将所述噪声信号量化为噪声水平数据并将所述噪声水平数据输出至所述噪声监控单元；所述噪声监控单元，用于基于所述噪声水平数据确定听觉保护措施的结果。
优选地，所述噪声监控单元包括一判断机构，其中，所述判断机构，用于将所述噪声水平数据与一个或多个阈值比较从而确定所述结果。
优选地，所述将所述噪声水平数据与一个或多个阈值比较从而确定所述结果包括，将所述噪声水平数据与一第一阈值比较：如果所述噪声水平数据小于所述第一阈值，那么将所述结果确定为无需采取听觉保护措施，否则确定所述结果为需要采取听觉保护措施。
优选地，所述确定所述结果为需要采取听觉保护措施包括，将所述噪声水平数据与一第二阈值比较：如果所述噪声水平数据小于所述第二阈值，那么确定所述结果为采取第一听觉保护措施，否则确定所述结果为采取其他听觉保护措施。
优选地，所述噪声监控单元还包括一存储机构，其中，所述存储机构，用于存储所述阈值。
优选地，所述听力保护辅助装置还包括一通知单元，所述噪声监控单元将所述听觉保护措施输出至所述通知单元，所述通知单元通知所述磁共振成像***的操作人员所述听觉保护措施。
优选地，所述通知单元是一显示器或一发声装置。
优选地，所述噪声检测单元是一声音传感器。
本发明的具体实施例还提出一种磁共振成像***，包括如上任一所述的听力保护辅助装置。
本发明的具体实施例还提出一种磁共振成像***的听力保护辅助方法，包括以下步骤：采集噪声信号、将所述噪声信号量化为噪声水平数据；基于所述噪声水平数据确定听觉保护措施的结果。
优选地，所述磁共振成像***的听力保护辅助方法还包括：通知所述磁共振成像***的操作人员所述结果。
优选地，所述基于所述噪声水平数据确定听觉保护措施包括，将所述噪声水平数据与一个或多个阈值比较从而确定所述结果。
优选地，所述将所述噪声水平数据与一个或多个阈值比较从而确定听觉保护措施的结果包括，将所述噪声水平数据与一第一阈值比较：如果所述噪声水平数据小于所述第一阈值，那么将所述结果确定为无需采取听觉保护措施，否则确定所述结果为需要采取听觉保护措施。
优选地，所述确定所述结果为需要采取听觉保护措施包括，将所述噪声水平数据与一第二阈值比较：如果所述噪声水平数据小于所述第二阈值，那么确定所述结果为采取第一听觉保护措施，否则确定所述结果为采取其他听觉保护措施。
根据本发明的具体实施方式的听力保护辅助装置提供了准确有效的噪声风险控制判断机制，该机制基于量化结果并且实时提供信息；更重要的是，根据本发明的具体实施方式的听力保护辅助装置避免操作人员的人为判断；同时，通过根据本发明的具体实施方式的听力保护辅助装置能够有效降低磁共振成像***的降噪成本。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：
图1是根据本发明的具体实施方式的听力保护辅助装置的模块图。
图2是根据本发明的具体实施方式的听力保护辅助装置的噪声监控单元的判断机构的工作流程图。
具体实施方式
为了解决背景技术中提出的问题，本发明提出了一种磁共振成像***的听力保护辅助装置。该听力保护辅助装置对磁共振成像***在扫描过程中产生的噪声进行采集和量化，并基于经量化的噪声水平确定用户需要何种水平的听觉保护。
图1是根据本发明的具体实施方式的听力保护辅助装置的模块图。如图1所示，根据本发明的具体实施方式的听力保护辅助装置100包括噪声检测单元101和噪声监控单元102。如图1所示，噪声检测单元101用于采集传入病人听觉***的噪声信号并将所采集的噪声信号量化为噪声水平数据，噪声检测单元101一般设置在病人的头部附近(例如，头部线圈或者头部固定装置或者耳侧)，这样噪声检测单元101所检测的噪声就是传入病人耳朵的噪声。进一步地，噪声检测单元101将噪声信号量化为噪声水平数据，比如以分贝为单位的噪声水平数据。具体而言，噪声检测单元101是一个声音传感器，该声音传感器对所采集的噪声信号进行采集、采样、数据处理、模/数转换从而得到噪声水平数据，并且将该噪声水平数据输出至噪声监控单元102。
进一步地，基于该噪声水平数据，噪声监控单元102将确定是否采取听觉保护措施的结果，在确定需要采取听觉保护措施后，噪声监控单元102将确定采取何种听觉保护措施的结果，进而噪声监控单元102将该结果输出。具体而言，噪声监控单元102包括判断机构1021。判断机构1021将噪声水平数据与第一阈值进行比较，从而得出是否采取听觉保护措施的结论，例如：如果噪声水平数据大于等于第一阈值，那么判断机构确定采取听觉保护措施。进一步地，当确定采取听觉保护措施的情况下，判断机构将噪声水平数据与第二阈值进行比较，从而得出采取何种听觉保护措施的结论，例如：如果噪声水平数据大于等于第二阈值，那么判断机构1021确定采取相应听觉保护措施。另外，如果存在多个阈值，并且相应于不同阈值存在不同的听觉保护措施，那么判断机构1021将噪声水平数据分别与上述多个阈值比较，确定与噪声水平相应的听觉保护措施。具体而言，所述听觉保护措施的结果包括：不采取听力保护、危险警告、佩戴耳塞和/或耳罩、暂停序列扫描等等，上述各种听觉保护措施可以根据不同的噪声数据水平单独或者结合使用。
优选地，噪声监控单元还包括存储机构1022，存储机构1022存储第一阈值、第二阈值等等。
图2是根据本发明的具体实施方式的听力保护辅助装置的噪声监控单元的判断机构的工作流程图。如图2所示，在步骤S1中，判断机构判断噪声水平数据(分贝)是否(Y或N)小于99分贝，如果噪声水平数据小于99分贝，那么噪声监控单元的判断机构确定听力保护措施的第一结果R1为无需采取听力保护措施，如果噪声水平数据大等于99分贝，那么进入步骤S2；在步骤S2中，判断机构判断噪声水平数据(分贝)是否(Y或N)小于113分贝，如果噪声水平数据小于113分贝，那么噪声监控单元的判断机构确定听力保护措施的第二结果R2，即采取第一听力保护措施(耳塞)，如果噪声水平数据大等于113分贝，那么进入步骤S3；判断机构判断噪声水平数据(分贝)是否(Y或N)小于128分贝，如果噪声水平数据小于128分贝，那么噪声监控单元的判断机构确定听力保护措施的第三结果R3，即采取第二听力保护措施(耳罩)，如果噪声水平数据大等于128分贝，那么噪声监控单元的判断机构确定听力保护措施的第四结果R4，即采取第三听力保护措施(例如，耳塞和耳罩同时使用)。
如上所述，判断机构将噪声水平数据与各个阈值按照从小到大的顺序进行比较，除此之外，判断机构还可以将噪声水平数据与各个阈值按照从大到小的顺序进行比较，从而得出不同的听力保护措施的结果。所述判断机构可以通过多种方式实现，包括软件、硬件以及逻辑可编程元件(PLD、FPGA、ASIC)等等。
进一步地，根据本发明的具体实施方式的听力保护辅助装置100还包括通知单元103。所述通知单元103利用视觉和/或听觉等多种手段通知操作人员噪声监控单元102的监控结果。优选地，通知单元103集成于磁共振成像***的显示器中，或者通知单元103集成于磁共振成像***的发声装置中。
根据本发明的具体实施方式的听力保护辅助装置提供了准确有效的噪声风险控制判断机制，该机制基于量化结果并且实时提供信息；更重要的是，根据本发明的具体实施方式的听力保护辅助装置避免操作人员的人为判断；同时，通过根据本发明的具体实施方式的听力保护辅助装置能够有效降低磁共振成像***的降噪成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种听力保护辅助装置，包括一噪声检测单元和一噪声监控单元，其中，
所述噪声检测单元，用于采集特定区域的噪声信号、将所述噪声信号量化为噪声水平数据并将所述噪声水平数据输出至所述噪声监控单元；
所述噪声监控单元，用于基于所述噪声水平数据确定听觉保护措施的结果。
2.如权利要求1所述的听力保护辅助装置，其特征在于，所述噪声监控单元包括一判断机构，其中，所述判断机构，用于将所述噪声水平数据与一个或多个阈值比较从而确定所述结果。
3.如权利要求2所述的听力保护辅助装置，其特征在于，所述将所述噪声水平数据与一个或多个阈值比较从而确定所述结果包括，将所述噪声水平数据与一第一阈值比较：如果所述噪声水平数据小于所述第一阈值，那么将所述结果确定为无需采取听觉保护措施，否则确定所述结果为需要采取听觉保护措施。
4.如权利要求3所述的听力保护辅助装置，其特征在于，所述确定所述结果为需要采取听觉保护措施包括，将所述噪声水平数据与一第二阈值比较：如果所述噪声水平数据小于所述第二阈值，那么确定所述结果为采取第一听觉保护措施，否则确定所述结果为采取其他听觉保护措施。
5.如权利要求2所述的听力保护辅助装置，其特征在于，所述噪声监控单元还包括一存储机构，其中，所述存储机构，用于存储所述阈值。
6.如权利要求1所述的听力保护辅助装置，其特征在于，还包括一通知单元，所述噪声监控单元将所述结果输出至所述通知单元，所述通知单元通知所述磁共振成像***的操作人员所述结果。
7.如权利要求6所述的听力保护辅助装置，其特征在于，所述通知单元是一显示器或一发声装置。
8.如权利要求1所述的听力保护辅助装置，其特征在于，所述噪声检测单元是一声音传感器。
9.一种磁共振成像***，包括如权利要求1-8任一所述的听力保护辅助装置。
10.一种磁共振成像***的听力保护辅助方法，包括以下步骤：
采集特定区域的噪声信号、将所述噪声信号量化为噪声水平数据；
基于所述噪声水平数据确定听觉保护措施的结果。
11.如权利要求10所述的听力保护辅助方法，其特征在于，还包括：通知所述磁共振成像***的操作人员所述结果。
12.如权利要求10所述的听力保护辅助方法，其特征在于，所述基于所述噪声水平数据确定听觉保护措施包括，将所述噪声水平数据与一个或多个阈值比较从而确定所述结果。
13.如权利要求12所述的听力保护辅助方法，其特征在于，所述将所述噪声水平数据与一个或多个阈值比较从而确定听觉保护措施的结果包括，将所述噪声水平数据与一第一阈值比较：如果所述噪声水平数据小于所述第一阈值，那么将所述结果确定为无需采取听觉保护措施，否则确定所述结果为需要采取听觉保护措施。
14.如权利要求13所述的听力保护辅助方法，其特征在于，所述确定所述结果为需要采取听觉保护措施包括，将所述噪声水平数据与一第二阈值比较：如果所述噪声水平数据小于所述第二阈值，那么确定所述结果为采取第一听觉保护措施，否则确定所述结果为采取其他听觉保护措施。
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