[0001] 本发明涉及医疗成像设备技术领域，特别涉及一种降噪系统。

[0002] 医疗成像设备在使用过程中，会产生让患者感到不适的噪声。部分医疗成像设备如超导磁共振系统，由于梯度场的切换产生的噪音通过空气或部件的机械振动传递至位于扫描通道内的患者，这种噪声不仅会引起患者的不适和紧张，影响磁共振成像的质量，甚至可能会对人的听觉造成永久性损伤。因此，现在的医疗成像设备通常设置有降噪系统，例如，通过在医疗成像设备中设置隔音设备，尽量减少从医疗成像设备传播至其它区域的噪声，以对患者及可能在扫描间的操作人员进行噪声防护。但是，现有的降噪系统，降噪效果并不理想。

[0022] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

[0023] 一种降噪系统用于降低扫描间中的医疗成像设备所产生的噪声。医疗成像设备可以是计算机断层扫描设备(CT设备)，磁共振成像设备(MR设备)，正电子发射型计算机断层扫描设备(PET设备)，PET-CT设备，放疗设备(RT设备)等有噪声产生的医疗设备。本实施例中的医疗成像设备以磁共振成像设备为例。

[0024] 图1为磁共振成像设备100的示意图。如图1所示，磁共振成像设备100包括主控制系统和扫描仪130。主控制系统设置于操作间110内，扫描仪130则设置在扫描间120内。扫描仪130形成有呈通孔状的扫描腔131，扫描腔131用于形成扫描空间，以对患者300的待测部位进行扫描。扫描仪130工作时，将患者300送入扫描腔131内进行扫描。一般地，工作人员在操作间110控制扫描仪130，使扫描仪130对患者300进行扫描并成像。必要时，操作人员400也可能位于扫描间120内，以协助患者300进行摆位或者操作扫描仪130。

[0025] 如背景技术，磁共振成像设备100在工作的过程中，扫描仪130会产生让患者300和/或操作人员400感到不适的噪声。因此，本实施方式提供一种降噪系统200，以降低扫描间120中扫描仪130所产生的噪声。

[0026] 降噪系统200根据检测到的噪声信号，向目标区域发出与噪声信号相应的降噪信号，以降低或抵消磁共振成像设备100在目标区域所产生的噪声。本实施例中，目标区域为扫描间120内的患者300和/或操作人员400所在的区域。

[0027] 图2为第一实施例的降噪系统200的示意图。如图2所示，降噪系统200包括噪声感应模块210、定位模块220、降噪模块230和控制模块240。噪声感应模块210设置于扫描间120内，噪声感应模块210用于实时感应扫描间内的声波并输出感应信号。定位模块220设置于扫描间120内，定位模块220用于实时探测位于扫描间120的人体的位置并输出位置信息。降噪模块230设置于扫描间120内。控制模块240与噪声感应模块210、定位模块220和降噪模块230分别连接。控制模块240接收感应信号和位置信息，控制模块240在识别出感应信号是噪声信号时，根据噪声信号和人体的位置信息实时控制降噪模块230向扫描间120的人体所在的区域发出与噪声信号相应相反的降噪信号，以抵消或降低磁共振成像设备在人体所在的区域所产生的噪声。

[0028] 上述降噪系统200的噪声感应模块210和定位模块220设置于扫描间120内。控制模块240根据实时的噪声信号和人体的位置信息实时控制降噪模块230向扫描间120的人体所在的区域发出与噪声相应的降噪信号。也就是说，人体在扫描间120的位置为目标区域，降噪模块230向目标区域实时定向发出与噪声相应的降噪信号，以降低或消除扫描间120内医疗成像设备运行产生的噪声。这样，降噪系统200实时对人体所在区域的噪声进行降噪，即对扫描间120内的噪声进行定向降噪，降噪具有针对性，不仅容易实现，而且降噪效果较好，对人员的噪声防护效果较好。

[0029] 需要说明的是，本实施方式中各模块的之间的连接，可以是模块之间直接连接，也可以是模块之间通过中间模块或元件间接连接。

[0030] 在一实施例中，定位模块220可以输出多个位置信息，也即扫描间120除患者300之外还存在其他人员时也可以通过定位模块220对其进行定位。控制模块240可以根据定位模块220的位置信息结合接收到的噪声信号控制降噪模块230对各位置进行定向的降噪处理。也即降噪系统200能够对处于扫描间120的所有人员进行防护，使得噪声防护效果较好。或者，控制模块240也可以根据定位模块220的位置信息有选择地对扫描间内的一些位置进行降噪处理，这样，可以提高降噪系统200的工作效率。

[0031] 图3为图2所示的降噪系统200的结构框图。如图3所示，降噪系统200还包括噪声放大模块260、转换模块270和噪声处理模块250。噪声感应模块210、噪声放大模块260、转换模块270、噪声处理模块250和控制模块240依次连接。

[0032] 噪声放大模块260用于放大感应信号。

[0033] 转换模块270用于将感应信号转变为数字信号。一般地，感应信号为模拟信号，转换模块270将其转变为数字信号。具体地，转换模块270包括模数转换器，以实现将感应信号由模拟信号转换为数字信号。

[0034] 噪声处理模块250接收并分析感应信号，噪声处理模块250输出声波信息。噪声处理模块250分析感应信号并输出感应信号的特征信息，以使控制模块240根据感应信号的特征信息准确地识别感应信号是否为噪声信号。感应信号的特征信息包括声波的频率和相位。本发明其他实施例中，感应信号的特征信息还包括声波的强度，比如声波的强度以分贝值来描述。

[0035] 控制模块240接收声波信息，根据声波信息识别感应信号是否为噪声信号。控制模块240在识别到感应信号为噪声信号时，根据噪声信号和定位模块220探测到的人体的位置信息控制降噪模块230发出相应的降噪信号。控制模块240通过分析声波信息和人体的位置信息，确定降噪信号应该具备的特征，例如频率、相位或强度。然后将该降噪信号的特征发送给降噪模块230，这样可以使得降噪信号的特征与噪声信号相匹配，降噪效果较好。具体地，降噪信号的频率与噪声信号的频率相等，降噪信号的相位与噪声信号的相位相反。降噪信号的强度与噪声信号的强度相等，或者降噪信号的强度能达到部分抵消噪声信号即可。具体地，控制模块240中预设了噪声阈值。当噪声的强度值(分贝值)大于该噪声阈值时，控制模块240控制降噪模块230启动。这样，控制模块240可以根据噪声强度控制降噪模块230启动，避免了在噪声的强度值很小的情况下启动降噪模块230，节约资源。进一步地，由于扫描仪130在不同位置产生的噪声的强度值不一样，因此，控制模块240中针对扫描间120中的不同位置预设了不同的噪声阈值，以控制降噪模块230对不同位置有不同的启动标准，合理控制，节约资源。例如，对于扫描区域来说，空间相对闭塞，由于患者300需要在其中接受扫描时精神容易紧张，因此，控制模块240对该位置的预设噪声阈值较小，使得降噪模块230能够及时启动对该区域降噪，降低患者300感知到的噪声。而对于扫描区域之外的区域来说，空间相对宽阔，控制模块240对该位置预设的噪声阈值较大，当该区域的噪声达到一定程度时，降噪模块230再启动进行降噪，节约资源。

[0036] 在一实施例中，控制模块240包括判断单元和控制单元。判断单元接收感应信号，判断单元通过比较感应信号的频率和预设阈值的大小判断感应信号是否是噪声信号。控制单元与判断单元连接，控制单元在判断单元判断出感应信号是噪声信号时，控制降噪模块发出降噪信号。这样，控制模块240也可以根据感应信号的频率控制降噪模块230启动，当感应信号的频率大于或等于预设阈值时，判断单元判断出感应信号是噪声信号，控制单元启动降噪模块230，节约资源。

[0037] 图4为图3所示的降噪系统200应用于图1的磁共振成像系统100的示意图。如图3和图4所示，噪声感应模块210包括主噪声感应单元211和辅噪声感应单元212。主噪声感应单元211设置于医疗成像设备的扫描区域(即扫描腔内)。主噪声感应单元211用于感应扫描区域内的声波并输出感应信号。辅噪声感应单元212设置于扫描间120的扫描区域内(即扫描腔)之外，辅噪声感应单元212用于感应扫描腔之外的声波并输出感应信号。主噪声感应单元211和辅噪声感应单元212分别和控制模块240连接。本实施例中，主噪声感应单元211依次通过噪声放大模块260、转换模块270、噪声处理模块250与控制模块240连接，辅噪声感应单元212依次通过噪声放大模块260、转换模块270、噪声处理模块250与控制模块240连接。控制模块240综合分析主噪声感应单元211和辅噪声感应单元212的感应信号并输出噪声声场分布信息，并依据噪声声场分布信息和位置信息控制降噪模块发出降噪信号。具体地，在扫描间120内的不同区域，噪声的特征会不同。比如在扫描仪130的扫描区域，扫描仪130产生的噪声强度较大。在扫描间120内扫描仪130之外的非扫描区域，扫描仪130产生的噪声强度较小。因此，在扫描间120内的扫描区域和非扫描区域分别设置主噪声感应单元211和辅噪声感应单元212，以分别感应不同区域的噪声。噪声声场分布信息反映了扫描间120内的不同区域的噪声信息，包括各区域的噪声的强度、频率及相位等信息。比如，噪声声场分布信息可以反映扫描间120内的不同区域的噪声的强度信息。这样得到扫描间120内较全面的噪声分布信息。如图4所示，主噪声感应单元211设置于扫描腔131内，主要用于感应患者300所在的区域的噪声。辅噪声感应单元212的数量为一个或多个，辅噪声感应单元212设置于扫描间120内扫描腔130之外的其它区域。本实施例中，辅噪声感应单元的数量为两个，分别设置于扫描间120的两个相对的角落，两个辅噪声感应单元212对扫描间120内扫描区域之外的区域的噪声感应效果较好。

[0038] 需要说明的是，在其它实施例中，主噪声感应单元211的位置可以根据需要灵活设置。例如，主噪声感应单元211也可以设置于扫描区域内靠近人体头部所在的区域，以实现对人体耳朵能感知到的噪声的准确感应。另外，辅噪声感应单元212的数量和位置也不局限于此，也可以根据实际需求设置。

[0039] 定位模块220包括定位单元221，定位单元221的数量为一个或多个。本实施例中，定位单元221的数量为多个，多个定位单元221设置于扫描间120的不同位置，各定位单元221分别与控制模块240连接，多个定位单元221共同对扫描间120内的人体进行定位，以使得定位单元对扫描间内的人体的定位准确。这样，使得对扫描间120内的人体的定位准确。
如图4所示，本实施例中，定位单元221的数量为4个，分别位于扫描间120的四个角落，从而使得对人体的定位更准确。本实施例中，定位单元221是摄像头，也就是说定位模块220包括多个摄像头，多个摄像头设置于扫描间的不同位置。

[0040] 在其它实施例中，定位单元221的数量及位置不局限于此，也可以根据实际需求设置。

[0041] 如图3和图4所示，降噪模块230包括主降噪单元231和辅降噪单元232。主降噪单元231和辅降噪单元232均设置于扫描间120内，主降噪单元231用于对医疗成像设备所限定的扫描区域进行降噪。辅降噪单元232与控制模块240连接，辅降噪单元232用于对扫描间120除扫描区域之外的区域进行降噪。控制模块240分别与主降噪单元231和辅降噪单元232连接，并控制主降噪单元231和辅降噪单元232工作。这样，主降噪单元231和辅降噪单元232分别负责对扫描间120的不同区域进行降噪，降噪信号具有针对性，降噪效果好。

[0042] 主降噪单元231数量是一个或多个，辅降噪单元232的数量是一个或多个。本实施例中，主降噪单元231和辅降噪单元232的数量均为多个。各主降噪单元231共同对扫描间120的扫描区域进行降噪。各辅降噪单元232共同对扫描间120的扫描区域之外的区域进行降噪。这样进一步增强对扫描间120的人体可能存在的区域的降噪效果。如图4所示，主降噪单元231的数量为两个，两个主降噪单元231均位于扫描腔131的轴线的延长线上，且分别正对扫描仪的两个相对的端面。这样，两个主降噪单元231分别将降噪信号发射进扫描腔131内，共同对扫描区域进行降噪，降噪效果较好。在本发明其他实施例中，主降噪单元231朝向主噪声感应单元211所在的方向，根据控制模块240的指令，向主噪声感应单元211所在的位置发射与噪声信号相应的降噪信号。辅降噪单元232的数量为两个，分别设置于扫描间120的两个相对的角落。这样，辅降噪单元232相配合对扫描间120的非扫描区域进行降噪，并且降噪信号可以覆盖整个扫描间120的非扫描区域，降噪效果好。

[0043] 本实施例中，主降噪单元231和辅降噪单元232均包括声波发生器，声波发生器用于发出与噪声相应的降噪信号。本实施例中，声波发生器是反相声波发生器，反相声波发生器用于发出与噪声的相位相反的声波信号。与噪声的相位相反的声波信号作为降噪信号，降噪信号与噪声信号叠加，可以消除人体对噪声的感知，降噪效果较好。示例性地，降噪信号的强度、频率与噪声信号的强度、频率相对应，使得降噪效果更好。

[0044] 图5为第二实施例的降噪系统的示意图。降噪系统500包括噪声感应模块510、定位模块520、控制模块540和降噪模块530，降噪系统还包括驱动单元580，驱动单元580与控制模块540和降噪模块530分别连接，驱动单元580根据控制模块540的驱动指令驱动降噪模块530朝向目标区域。这样，控制模块540根据目标区域的位置信息，给驱动单元580发送驱动指令，以使驱动单元580驱动降噪模块530朝向。这样可以使得降噪模块530发送的降噪信号的朝向准确，使得降噪效果较好。进一步地，降噪模块530可以朝向扫描间的任意位置转动，这样，驱动单元580接收到驱动指令后驱动降噪模块530转向目标区域进行降噪。这样，可以使得降噪灵活。

[0045] 图6为第三实施例的降噪系统的示意图。降噪系统600还包括模板存储单元650，模板存储单元650与控制模块640连接。模板存储单元650用于预先存储医疗成像设备的各扫描协议对应的降噪信号的信息模板。控制模块640依据医疗成像设备100执行的扫描协议对应的信息模板控制降噪模块降噪。示例性地，不同的扫描协议所对应的梯度切换率和爬升时间并不相同，由此所带来的噪声大小也不相同，在选用某种扫描协议进行扫描时，模板存储单元650预先存储该种扫描协议下与上述噪声信号相对应的降噪信号，具体地说，降噪信号与噪声信号的相位相反，大小、频率相等。这样，通过预先存储降噪信号的信息模板，当控制模块640得知目前医疗成像设备100将要或正在执行的扫描协议时，降噪系统无需等待噪声感应模块的感应信号，便可主动控制降噪模块发出降噪信号，使得降噪简便。

[0046] 本实施例中，降噪系统600还包括降噪优化单元660。降噪优化单元660分别与噪声感应模块610、定位模块660、控制模块640、模板存储单元650、以及医疗成像设备100连接。降噪优化单元660接收医疗成像设备100工作时的工作数据及噪声感应模块610实时感应的感应信号、定位模块660输出的目标区域的位置信息、对模板存储单元650输出的信息模板进行优化，并输出降噪优化信号。就是说，当噪声感应模块610实时监测到的噪声信号与模板存储单元650中存储的当前扫描协议所对应的降噪信号对比，超出预设阈值时，即产生降噪优化信号，控制模块640接收降噪优化信号，并根据该降噪优化信号对模板存储单元650中的信息模板进行更新。这样，控制模块640可以根据医疗成像设备100工作时的工作数据及相应的噪声信号的信息、定位模块660的信息实时地优化降噪的算法，不断提高降噪效果。

[0047] 一实施例中，降噪优化单元660可以是智能优化单元，智能优化单元通过深度学习算法，结合大数据，逐步优化降噪系统。大数据但不限于模板存储单元650中预存储的信息模板，每次扫描时的扫描参数(例如扫描协议)、噪声感应模块感应到的与该扫描参数对应的噪声数据、定位模块输出的与该扫描参数对应目标区域的位置信息以及所选用的降噪方案。智能优化单元结合上述数据，通过深度学习算法，对降噪方案进行优化。进一步地，控制模块640根据智能优化单元优化后的降噪方案，对模板存储单元650中预先存储的信息模板进行更新，可以进一步提高主动降噪的效果和精度。

[0048] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0049] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。