專利名稱：生理傳感系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于在影響接收的環(huán)境中，尤其是在磁共振裝置中接收電檢測信號的生理傳感系統(tǒng)，其具有多個檢測電極以及一個信號放大裝置，一個供電電源和一個用于信號轉換并將信號傳輸給外部信號處理裝置和/或控制裝置的電子裝置。
這樣一種生理傳感系統(tǒng)可用于就地接收生理檢測值，例如在借助于磁共振裝置對病人進行的檢查過程中。通過使用該生理傳感系統(tǒng)，例如在檢查過程中可以接收心電圖，用于連續(xù)地獲悉心臟機能情況，另外，通過對心臟情況的連續(xù)獲悉可以控制磁共振裝置的攝象工作。例如，磁共振像片應表示心臟處于一定瓣膜位置上，因此可以通過心電圖信號精確地獲得心臟處于所期望的瓣膜位置的瞬間，并且在此時刻觸發(fā)對其攝象。
這樣一種生理傳感系統(tǒng)已由US5782241和US6052614公開。在該傳感器系統(tǒng)中具有許多檢測電極，它們直接放在病人的皮膚上。電極設置在屏蔽外殼的下端部，其中在該屏蔽外殼內，設有分別配備有一個電極的多個高頻濾波裝置以及一個差分放大裝置、一個低通濾波器、一個用于將檢測信號變換為光信號的光電轉換器(其中的光信號通過光數據線傳輸給一個外部的處理裝置和顯示裝置)以及一個蓄電池形式的電源。所有與用于檢測信號接收和預處理工作有關的部件均設置在所述屏蔽外殼中，該屏蔽外殼可放到病人身上。然而，由此會產生缺點，這是由于可觀的結構尺寸以及檢測電極的集成，使傳感器系統(tǒng)必須定位于心臟附近。但這樣會出現(xiàn)這樣的危險，即，該傳感器系統(tǒng)至少部分地位于成象區(qū)域中，而在該區(qū)域中，將用來接收磁共振圖像。這將因此而至少會對圖像產生不利影響。
用于核自旋斷層造影的裝置可由EP0173130A1而公知，其中電極可通過電纜連接協(xié)議而與外部用于核自旋斷層造影裝置的放大裝置連接。由該放大裝置(它可與核自旋一斷層造影裝置一起設置在HF室中)，使檢測信號可通過光波導連接而提供給該室外的處理裝置。在DE3327731A1中，描述了一種通過核自旋-斷層造影方法用于獲得光電圖信號的裝置，其中，核自旋-斷層造影裝置同樣可設置在HF室中，由此可通過屏蔽連接傳送所接收的信號，以避免受到NMR圖像的干擾，其中屏蔽連接處于HF室的電位下。DE19817094描述了一種在核自旋斷層造影中用于得出腦電圖的方法和裝置，而在US-PS4737712中描述了一種隔離電源，它能夠在一個強磁場和RF場中工作，就象例如處于NMR裝置中一樣。最后US-PS5052398描述了一種用以在NMR裝置中使用的適用濾波器，用于實時顯示心臟，而DE4138702A1描述了一種用于窒息的診斷和定量分析以及用于同時對其他疾病進行查證的方法和裝置。最后作為其它現(xiàn)有技術的還有DE4123578A1，其中描述了一種用于對局部心臟電位進行立體檢測的不侵入方法。
基于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種生理傳感器系統(tǒng)，其使攝像盡可能不受影響，并且仍能實現(xiàn)盡可能純粹的檢測信號接收。
按照本發(fā)明所述的一種生理傳感系統(tǒng)可用以解決上述問題，其中，檢測電極和信號放大裝置可設置在一個設置于病人附近的第一屏蔽外殼之中或之上，并且供電電源和電子裝置可設置在設置于病人附近的第二屏蔽外殼中，其中，信號放大裝置通過屏蔽的和/或絞合的電纜連接與電子裝置和供電電源連接或可連接。
按照本發(fā)明的傳感器系統(tǒng)，包括兩個屏蔽外殼，它們建造成法拉第式籠，并且其包含用于檢測值接收和預處理的主要部件。在第一外殼中，僅僅有檢測電極和信號放大裝置。在需要接收心臟區(qū)域的心電圖信號的情況下，該外殼直接位于病人身上。由于僅僅是檢測電極(通常為三個電極)和信號放大裝置整裝在該外殼中，因此該外殼很小，并由此可通過定位，使得可精確地接收檢測值，基于其很小的尺寸，攝像基本不受影響。所接收的檢測信號可通過屏蔽或絞合電纜連接而提供給第二外殼以及其中的電子裝置和供電電源。通過屏蔽的電纜或絞合的電纜連接，確保放大的模擬檢測信號在很大程度上可不受強磁場影響地傳輸，該強磁場在磁共振裝置工作時形成。也就是說，信噪比實際上不發(fā)生改變。第二外殼完全可以定位在稍遠離與圖像有關的檢查區(qū)域。電纜連接的長度相宜地應位于20-30cm之間的范圍上，但也可以再大些。
信號放大裝置應相宜地緊鄰檢測電極設置，以便使干擾信號的輸入耦合盡可能地小。在外殼中可設置許多檢測電極，它們配備有一個共用的信號放大裝置。另外，也可為每個檢測電極分別配備各自的放大器。
除了帶有第一外殼和第二外殼的系統(tǒng)構成以外，系統(tǒng)包括多個分別帶有多個檢測電極和所配置的信號放大裝置的第一外殼也是可能的，由此用每一個外殼的檢測電極可接收不同的檢測信號，并且由此每個信號放大裝置可通過單獨的屏蔽或絞合電纜而與共同的電子裝置和共同的供電電源連接或接合。在該多功能傳感系統(tǒng)中，例如，一個第一外殼可用于接收心電圖檢測信號，另一個第一外殼可用于接收腦電圖檢測信號。這兩個第一外殼由于僅分別包含有單電極和放大裝置，故尺寸很小，這使得共同的信號處理可在共同的第二外殼中進行。
特別相宜的是，信號放大裝置在為接收心電圖檢測信號所設置的檢測電極上，僅用以放大檢測信號。另外，對此的變型可以是，設置用以產生專門分路(ableitungsspezifischen)的差分信號的放大裝置。在相應于根據Einthoven的四肢誘導心電圖檢測范圍內，可使用三個檢測電極，其對準不同方向。第一檢測電極用于指向左臂，第二檢測電極用于指向右臂而第三檢測電極用于指向左腿。作為心電圖檢測信號，可在檢測電極之間分別接收差分信號。每個差分信號對應于一種結果(Ableitung)，由此可以總共有三種結果，也就是，“左臂-右臂”檢測電極的第一差分信號，“左腿-右臂”的第二差分信號和“左腿-左臂”的第三差分信號。由于處理技術的原因，當該差分信號形成已經在放大裝置側完成時是比較合適的。為了放大和/或差分信號形成，相宜地可使用運算放大器。
電子裝置本身可相宜地具有一個信號變換模塊和一個信號傳輸模塊，它們均與供電電源連接。對于術語“模塊”，在這里完全可以理解為一種尺寸盡可能小的電路裝置，它或是用作信號變換或是用作信號傳輸。這里所有需要的元件均可設置在一塊共同的基板上。這里當然還有一個目的就是，第二外殼可以具有盡可能小的尺寸，一個共用的集成模塊是合乎要求的。
信號變換模塊應相宜地具有至少一個濾波器和至少一個變換器裝置。對于變換器來說，可以使用模擬-數字變換器或電壓-頻率變換器。
若在第二外殼上或在電子裝置上設有許多檢測信號輸入端，則相宜地可為每個檢測信號輸入端設有一個單獨的濾波器，這些濾波器可通過一個多路轉換器與變換器連接。一個濾波器相宜地為每個檢測信號輸入端而設置，而無論所提供的檢測信號是哪種，也就是說，無論要處理的是心電圖檢測信號還是腦電圖檢測信號，它們均可共同地通過多路轉換器被測讀出。多路轉換器的運行相宜地可通過一個控制裝置由外部加以控制，因此由外部通過一個外部信號處理裝置和/或控制裝置可控制信號接收。
供電電源可以使用電池或蓄電池，它可與一個受外部磁場控制的開關相配置。由于在磁共振裝置工作過程中會產生足夠的磁場，因此這種設置是相宜的，由此可以通過對開關加以控制并接通供電回路。一旦將傳感器系統(tǒng)從磁共振裝置中取出，開關就會再次斷開，供電電源也就不會繼續(xù)被接通。
另外對此的變型是，供電電源還包含一個或多個太陽電池，它們可受到由光纖傳輸來的光、特別是激光的照射。按照第3種實施形式，供電電源可包含一個或多個太陽能電池，它們受到由設置在外殼外側上、接收周圍光線的熒光收集器所傳輸進來的光的照射。該熒光收集器是一種由有機安全玻璃(Plexiglas)制成的板材，其中熒光素和其他熒光團可進行聚合。
該收集器收集周圍的散射光，散射光聚焦在其正面并通過一個窄的區(qū)域而射出。按照本發(fā)明，聚焦的光照射在太陽能電池體上，然后由其產生電能。
最后按照第四種實施形式，所述供電電源包含至少一個電容器，該電容器與設置在外殼外側上的一些線圈連接，這些線圈在被施加一個外部變化磁場時會提供電壓。按照本發(fā)明的這一設置，在磁共振裝置工作過程中人們可以利用本來就存在的磁場，殼體外側的線圈設置在該磁場中，受磁場作用線圈中會感應出交變電壓，該交變電壓通過整流后用于為電容器充電，然后用于為各單個系統(tǒng)元件供電。
已證明特別有利的是，為所述太陽能電池配備至少一個存儲容量≥1F的存儲電容器，其在工作時可用于供電。該存儲電容器在行業(yè)中也稱為“Ultra Cap”或“Gold Cap”，它擁有較高的容量，因此可存儲大量的電能，然后當其工作時再釋放出來。因此，可以保證，即便當太陽能電池或至少一個與線圈連接的電容器所提供的電能不足時，存儲電容器仍可為系統(tǒng)元件供電。存儲電容器適合于在外部充電站進行再充電。在使用太陽能電池時，充電站將會產生盡可能高能的光，以保證短的充電時間。
按照第一發(fā)明構型，信號傳輸模塊可以是一個無線傳輸模塊，借此可將接收、放大并接著變換的檢測信號無線傳輸給外部處理裝置。
按照與此有關的另一種變型方案，信號傳輸模塊可以是一個帶有至少一個紅外傳輸二極管的紅外傳輸模塊，該二極管帶有從外殼中引出但并不通向接收器的光學導線。在此，可相宜地設置多個二極管，尤其是三個二極管，它們可分別設有光導線。
按照第三種發(fā)明構型，信號傳輸模塊可以是一個光纖傳輸模塊，它具有至少一個帶有光纖導線的傳輸二極管。最后按照第四種實施方式，信號傳輸模塊還可以是一種具有至少一個超聲變換器的超聲波模塊。
如上所述，多路轉換器最好是由外部進行控制。為了實現(xiàn)該目的，在信號傳輸模塊上設有用于外部控制線的輸入端，由此控制信號可通過內部控制線由信號傳輸模塊提供給信號變換模塊，必要時可借助供電電源接至信號變換模塊。在此比較相宜的是，設置在信號傳輸模塊上的內部控制線配備有一個光接收器，該光接收器將通過光控制線提供的光控制信號轉換為電控制信號。按照另一種替代方案，當信號傳輸模塊為超聲波模塊時，超聲信號線也可用于傳輸控制信號，因此，它們可以同時作為去線和回線?？刂菩盘柾ㄟ^超聲變換器被轉換成電控制信號，然后通過內部控制線被繼續(xù)傳送。
如上所述，在按照本發(fā)明的傳感器系統(tǒng)中可設有許多第一外殼，用于接收不同的電檢測信號。為了繼續(xù)增加傳感器系統(tǒng)的多項功能，已證明比較相宜的是在第二外殼上還連接有或接合有至少另一個用于接收非電信息的傳感器元件，其中，所述電子裝置具有相應的用于將非電檢測信息變換為電檢測信號的相應器件。作為附加傳感器元件，可以是一個光傳感器元件，尤其是一個指環(huán)，它例如可套在病人的手指上，并且借助于透視和吸收測量來測量病人的末梢脈搏。該光傳感器元件可提供光檢測信息，這些信息可通過光纖導線而提供給電子裝置，在電子裝置中設有一個光電轉換器，用于將光信號變換為電檢測信號。另外，所述至少另一個傳感器元件還可以為氣動傳感器，尤其是柔韌的胸環(huán)，其可圍繞在病人的胸部上，并借此檢測病人的呼吸情況。該胸環(huán)具有可壓縮空氣體積，它通過一條壓力管道與電子裝置中的一個壓力傳感器連接。隨著呼吸，空氣體積和壓力會隨之變化，在壓力傳感器上會產生連續(xù)的變化壓力，它可轉換成相應的電檢測信號。
下面借助附圖所示實施例對本發(fā)明的其它優(yōu)點、特征和具體細節(jié)予以詳細說明，附圖中

圖1是本發(fā)明傳感器系統(tǒng)的原理示圖；圖2是具有信號放大裝置的第一屏蔽外殼的原理圖，其中是以電路布置形式示出的；圖3示出具有信號放大裝置的第一屏蔽外殼的第二種實施形式；圖4示出第一外殼的第三種實施形式；
圖5是設在第二屏蔽外殼中的第一種實施形式信號轉換模塊的原理圖；圖6是第二種實施形式的信號轉換模塊圖；圖7是第三種實施形式的信號轉換模塊圖；圖8是設在第二屏蔽外殼中的第一種實施形式的供電裝置的示圖；圖9是設在第二屏蔽外殼中的第二種實施形式的供電模塊的示圖；圖10是設在第二外殼中的第三種實施形式的供電模塊的示圖；圖11是設在第二外殼中的第四種實施形式的供電模塊的示圖；圖12是設在第二屏蔽外殼中的第一種實施形式的信號傳輸模塊的示圖；圖13是設在第二外殼中的第二種實施形式的信號傳輸模塊的示圖；圖14是設在第二外殼中的第三種實施形式的信號傳輸模塊的示圖；圖15是第四種實施形式的信號傳輸模塊的示圖。
圖1以原理圖的形式示出了按照本發(fā)明的生理傳感系統(tǒng)。該傳感系統(tǒng)包括第一外殼2，在所示實施例中在第一外殼2上設置了三個電極3，4，5，它們例如可用于接收所產生的心電圖。此外，在第一外殼2中，還設置有一個信號放大裝置6，它可放大通過電極3，4，5所提供的信號。通過一個屏蔽的或扭絞電纜連接7，可將測量信號提供給一個信號轉換模塊8，該模塊8設置在第二屏蔽外殼9中。在此，經過轉換的信號緊接著通過信號傳輸模塊10提供給一個外部信號處理和/或控制裝置11。此外，在第二外殼9中，還設置有一個電源12，它可為整個傳感器系統(tǒng)提供電能。
此外，如圖1所示，還設有第二個第一外殼13，在該外殼上在圖示實施例中同樣設置有兩個電極14，15。這些電極可用以接收所產生的腦電圖測量信號。很明顯，還可以設置兩個以上的電極。在第一屏蔽外殼13中也可設置一個信號放大裝置16，它可就地、亦即在測量位置直接放大信號。通過屏蔽的或扭絞的電纜連接17，也可將測量信號提供給信號轉換模塊8，并且可進行相應的處理。
此外，在第二屏蔽外殼9上連接有第二傳感元件18，在圖示實施例中它是一個柔軟的胸環(huán)，通過它可以獲得病人的呼吸。它包括一個可壓縮的空氣體積19，其相應于胸部的起伏而壓縮或膨脹。通過一根氣動連接管20，使變化的壓力可由信號轉換模塊8中的一個相應傳感器測得，對此下面還將進行探討。另外，第二傳感器元件21以指環(huán)的形式接在第二外殼9上，用它可以通過血的IR吸收來測量病人的末梢脈搏。所接收的非電測量信息(也包括利用傳感器元件18所接收的非電測量信息)將通過光纖導線22提供給信號轉換模塊8中的一個相應傳感器元件。
圖2表示帶有第一實施形式的電路布置的第一外殼2的放大原理圖。在所示實施例中只示出了電極3，4，5，當然還可以連接許多電極，在這里可一直編號達到標號n。每個電極3，4，5，…，n可以配備一個運算放大器23，它可用于測量信號的放大。經過放大的測量信號可提供給相應的信號輸出端24，它們分別標記為ch1，ch2，...，chn。此外，圖中還示出了供電電壓的輸入端25。
在圖3中示出了帶有信號放大裝置的第一外殼的第二種實施形式。在外殼2上還是設有三個電極3，4，5，其每個的后面也是接有運算放大器23。然而，按照圖3的信號放大裝置除運算放大器23外還有一運算放大器26，它與運算放大器23錯接，使得通過輸出端24輸出專門分路(ableitungsspezifisches)的差分信號?；谌齻€電極3，4，5的定位，總共可能是三個分路，也就是說，“左臂-右臂”，“左腿-右臂”和“左腿-左臂”。與圖2的實施形式不同，圖2中會輸出放大的實際信號，而在圖3中則已經能輸出經過預處理的差分信號。輸出或傳遞均可通過屏蔽的電纜連接而實現(xiàn)。
最后圖4示出了本發(fā)明第一外殼2的另一實施形式。在這種情況下，3個電極3，4，5不是固定地設置在外殼2上，而是通過短電纜連接可移動地設置于其上，其各電極貼在病人身上，并且按照所希望的分路進行定位。電極3和4可用于獲取測量信號，電極5接地并用作基準。很明顯，這里的每個電極3，4后面均接有一個運算放大器23，以及共同接有第二運算放大器26，用以形成差分信號。在這里只能算出兩電極3，4之間的一個信號，因此這里只設有一個信號輸出端24。
圖5表示信號轉換模塊27的第一實施例，它設置在第二屏蔽外殼9中。在輸入端28施加通過輸出端24所提供的放大信號或差分信號，輸出端29則用于接通供電電壓。
對于每個輸入端28在圖示實施例中均是后接一濾波器30，該濾波器30在圖示實施例中是一個Slewrate濾波器(例如，按照歐洲專利EP0173130)，用以對噪聲信號進行過濾。通過一個轉換器31(它可能是一個模擬-數字轉換器或一個電壓-頻率轉換器)使模擬信號轉變?yōu)閿底中盘?，該信號將通過串行輸出端32輸出給一個后面的模塊。在多路工作時，不同的輸入將通過一個多路轉換器33進行控制，其中，多路轉換器33將通過一根控制線34受操縱者控制，由此可按期望讀出所需信號。
此外，圖5還示出了輸入端35，36，其上接有附加傳感器元件18或21的信號線。光纖導線22可將信號傳輸到光電變換器37上，后者可將光信號變換為電檢測信號，其中，光電變換器37可重新與多路轉換器33連接。通過壓力管道20輸入的壓力信號可提供給一個壓力傳感器38，該傳感器同樣可輸出電信號，并且也可與多路轉換器33連接。此外，在圖5中，還設置有相應的輸入端39，用于接通供電電壓。
圖6示出信號轉換模塊的第二種實施形式。其構成對應于信號轉換模塊27，然而，在圖6所示的信號轉換模塊40中，多路轉換器33配備有一個解碼裝置41，它用于控制多路轉換器，從而可輸出所期望得到的正確差分信號。當信號轉換模塊27與圖2所示第一外殼相組合時，則信號轉換模塊40可與圖3所示第一外殼相組合。
圖7示出了可與圖4所示第一外殼進行組合的信號轉換模塊41。在這里只示出有一個輸入端28，所述信號不用中間連接的多路轉換器可直接提供給變換器31，該變換器31同樣可通過控制線34來加以控制。
圖8示出第一實施形式的供電電源42，它設置在第二屏蔽外殼9中。通過相應的輸入和輸出端43，44或45，46，使通過數據線47傳輸的經變換的串行數據或通過控制信號線34傳輸的控制信號可通過該供電模塊而接通。該供電模塊只用于供電，而在這里不進行信號處理。
供電電源42包括一個電池48，它可通過一個受外部磁場控制的開關49(相宜地是一個舌簧開關)按需要被接通或斷開。這意味著，當病人處于磁共振裝置中并接通該裝置時，供電電源會自動通過外部磁場被接通。當病人移出該裝置時，其電源會相應地被切斷。此外，電池48配備有一個帶有相應電路布置的DC-DC轉換器50，其中，被接通的電路布置可用于為運算放大器產生中壓，該中壓則是為了平衡的目的。DC-DC電壓變換器本身可將未經調整的電池電壓變換成一個調整電壓。變換器通過電容器51獲得有待調整的電壓，該電容器可由電池48充電并提供一個平滑(geglaettete)電壓。
圖9示出供電電源52的第二種實施形式。其構成與圖8所示供電電源大體相同，然而，在這里用多個太陽能電池53來產生電壓，可采用光最好是激光來照射這些電池，而光可通過光纖導線54從外部導入。由電池53產生的電壓重新給電容器51充電，該電壓通過一個后接的DC-DC變換器50被變換成一個恒定電壓。
圖10示出按照本發(fā)明的供電電源55的第三種實施形式。在這里也設有多個太陽能電池53，其中在該實施例中，該電池也是用光照射，其光可通過設置在屏蔽的第二外殼56外側上的一個熒光收集器56來收集和聚焦。電容器51也是通過太陽能電池電壓來充電。基本構成與圖8和圖9所示供電電源相同。但另外還附加設置有一個存儲電容器57，該電容器具有≥1F的高容量，并且該電容器可在傳感系統(tǒng)使用之前在外部充電站中進行充電，而在工作時則另外通過太陽能電池來充電。通過該大容量電容器來保證電容器51可被持續(xù)充電，即便是在出于某種原因引起太陽能電池電壓下降或減小時也是如此。所述電容器在市場中通常是以“Ultra-Cap”或“Gold Cap”的名稱為公眾所知。
圖11示出供電電源58的第四種實施形式。其中，電容器57和51由兩個或多個設置在外殼外側上的電感線圈59供電。在線圈59中，由投入使用的磁共振裝置施加的磁場感應出一電壓，該電壓可用于給電容器57和51充電。
在此需指出的是，圖8所示輸入端和輸出端也同樣設置在圖9-11所示各供電電源旁。此外，可將相應的電壓輸出端60設置在各供電電源的兩側，以便向與各供電電源相連的相應模塊供電。
圖12示出信號傳輸模塊61的第一種實施形式，該模塊設置在第二屏蔽外殼9中。該信號傳輸模塊可作為無線傳輸模塊并包括一個中央發(fā)射-接收單元62，通過信號線47向該單元62提供串行輸入數據。通過信號線34，由外面來的控制信號可提供給各后續(xù)模塊，例如附圖8-11中所示的一個供電模塊。發(fā)射-接收單元62可通過自身的低通和高通濾波器63，64與一個RF天線65連接，通過該天線可將接收的檢測信號提供給外部的信號處理裝置和/或控制裝置11。相應地當然也可通過RF天線65接收外部控制信號，該信號可通過控制信號線34繼續(xù)傳送。
圖13示出的是第二種實施形式。其中，所示信號傳輸模塊66可作為紅外傳輸模塊，它包括三個紅外傳輸二極管67，其中的每個二極管都分別分配有一個特定電極信號。各紅外傳輸二極管67還分別配備有一根光導線68，紅外信號可耦合其中并且通過該線傳輸到外部信號處理裝置和/或信號控制裝置11。
此外，就象控制信號傳輸給傳感器系統(tǒng)1一樣，圖13示出了另一種可能性，圖中示出一根光導線72，控制信號例如IR信號通過它可提供給一個接收傳感器73、例如一個IR光電晶體三極管。其中，光信號可變換為相應的電控制信號，然后可通過控制信號線34被繼續(xù)傳送。
圖14示出按照本發(fā)明的信號傳輸模塊69的第三種實施形式。該模塊可作為激光傳輸模塊，并且僅僅包括一個傳輸二極管70，它配備有一根光纖導線71。
圖15示出按照本發(fā)明的信號傳輸模塊74的最后一種實施形式。其中，串行檢測信號可提供給一個振蕩器75，后者可控制第一超聲變換器76，并且通過該變換器將電檢測信號變換為聲信號。該聲信號可通過聲信號線77繼續(xù)傳輸，聲信號線77與聲信號線78連接，而聲信號線78將信號繼續(xù)傳遞給外部信號處理裝置和/或控制裝置，在所述裝置中，信號重新被變換并被繼續(xù)加以處理。通過導線78還可輸入相應的聲控制信號，該信號可通過聲波導線77的第二分支提供給第二超聲波變換器79，在那兒聲波重新變換為電信號。通過一個超聲波探測器80，將變換后的信號提供給控制信號線34。
最后需要指出的是，以上所述電路布置僅僅涉及的是具體實施例，其不作為對本發(fā)明的限制。專業(yè)人員根據需要可對電路布置進行簡化、作進一步改進或適當的加以組合。
權利要求
1.一種用于在妨礙接收的環(huán)境中，尤其是在磁共振裝置中接收電檢測信號的生理傳感器系統(tǒng)，其具有多個檢測電極以及一個信號放大裝置，一個供電電源和一個用于信號變換并將信號傳輸給一個外部信號處理和/或控制裝置的電子裝置，其特征在于，檢測電極(3，4，5，14，15，n)和信號放大裝置(6，16，81，82，83)可設置在一個設置于病人附近的第一屏蔽外殼(2，13)之中或之上，并且供電電源(42，52，55，58)和電子裝置可設置在一個設置于病人附近的第二屏蔽外殼(9)中，其中，信號放大裝置(6，16，81，82，83)通過屏蔽的和/或絞合的電纜連接(7，17)與電子裝置和供電電源(42，52，55，58)連接或可接合。
2.按照權利要求1所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述信號放大裝置(6，16，81，82，83)可緊鄰檢測電極(3，4，5，14，15，n)設置。
3.按照權利要求1或2所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，它包括多個第一外殼(2，13)，它們分別具有多個檢測電極(3，4，5，14，15，n)和與這些檢測電極相配置的信號放大裝置(6，16，81，82，83)，其中，可利用每個外殼(2，13)的檢測電極(3，4，5，14，15，n)接收不同的檢測信號，并使每個信號放大裝置(6，16，81，82，83)分別通過一根單獨的屏蔽和/或絞合電纜連接(7，17)與共同的電子裝置和共同的供電電源(42，52，55，58)連接或可連接。
4.按照權利要求3所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，其中一個第一外殼(2)的檢測電極(3，4，5，n)可用于接收心電圖檢測信號，而另一第一外殼(13)的檢測電極(14，15)則可用于接收腦電圖檢測信號。
5.按照上述任一項權利要求所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，在用于接收心電圖檢測信號的檢測電極一旁，信號放大裝置(81，82，83)被設計成僅僅用于放大檢測信號或也可用于建立專門分路的差分信號。
6.按照權利要求5所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，設置用于放大信號和/或建立差分信號的運算放大器(23，26)。
7.按照上述任一項權利要求所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述電子裝置具有一個信號轉換模塊(27，40，41)和一個信號傳輸模塊(61，66，69，74)，這兩個模塊均與供電電源(42，52，55，58)連接。
8.按照權利要求7所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述信號轉換模塊(27，40，41)具有至少一個濾波器(30)和至少一個變換器(31)。
9.按照權利要求8所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述變換器(31)是模擬-數字變換器或電壓-頻率變換器。
10.按照權利要求8或9所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，對于每個檢測信號輸入端(28)設置一個單獨的濾波器(30)，該濾波器(30)通過一個多路轉換器(33)與變換器(31)連接。
11.按照權利要求10所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述多路轉換器(33)的運行可通過一根控制線(34)由外部進行控制。
12.按照權利要求7-11中任一項所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述供電電源(42)具有一個電池(48)或一個蓄電池，其配備有一個可受外部磁場操作控制的開關(49)。
13.按照權利要求7-11中任一項所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述供電電源(52)具有一個或多個太陽能電池(53)，它們可受到通過光纖(54)傳送來的光的照射。
14.按照權利要求7-11中任一項所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述供電電源(55)具有一個或多個太陽能電池(53)，它們可受到通過一個設置在殼體外側上接收周圍光線的熒光收集器(56)所傳送來的光的照射。
15.按照權利要求7-11中任一項所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述供電電源(58)具有至少一個電容(51)，它可與設置在外殼外側上的線圈(59)連接，所述線圈在被施加外部磁場的情況下可提供電壓。
16.按照權利要求13-15中任一項所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能電池(53)或至少一個電容器(51)至少配備有一個容量≥1F的存儲電容器(57)，該存儲電容器在工作時提供電能，且在工作時尤其可通過所述太陽能電池(53)被再充電。
17.按照權利要求16所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，在一個外部充電站中可對所述存儲電容器(57)充電。
18.按照權利要求7-17中任一項所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述信號傳輸模塊(61)是一無線電傳輸模塊，尤其是基于高頻基礎的無線電傳輸模塊。
19.按照權利要求7-18中任一項所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述信號傳輸模塊(66)是具有至少一紅外傳輸二極管(67)的紅外傳輸模塊，所述紅外傳輸二極管配備有光纖導線(68)。
20.按照權利要求7-19中任一項所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述信號傳輸模塊(69)是具有至少一傳輸二極管(70)的光纖傳輸模塊，該傳輸二極管(70)配備有光纖導線(71)。
21.按照權利要求7-20中任一項所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述信號傳輸模塊(74)是具有至少一超聲波變換器(76)的超聲波模塊。
22.按照權利要求11-21中任一項所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述信號傳輸模塊上設有一個用于外部控制線的輸入端，由此控制信號可通過內部控制線(34)由信號傳輸模塊傳遞到信號變換模塊，必要時可通過供電電源而接通回路。
23.按照權利要求22所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，設在信號傳輸模塊上的內部控制線(34)配備有一個光接收器(73)，它將通過光控制線(72)提供來的光控制信號轉換為電控制信號。
24.按照權利要求11-21中任一項所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，一個在設計成超聲波模塊的信號傳輸模塊(74)上設置的超聲波信號導線(78)用于傳輸控制信號，該控制信號由模塊上所設有的至少一個超聲波變換器(79)轉換為電控制信號。
25.按照上述任一項權利要求所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，在第二外殼(9)上連接有或可連接至少一個接收非電檢測信息的附加傳感元件(18，21)，其中，所述電子裝置具有相應的用于將非電檢測信息轉換為電檢測信號的器件。
26.按照權利要求25所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，至少一附加傳感器元件(21)是一光學傳感器元件，尤其是一指環(huán)，由此光檢測信息可通過至少一根光纖導線(22)提供給電子裝置，在該電子裝置中，設置有用于將光檢測信號轉換為電檢測信號的轉換器(37)。
27.按照權利要求25或26所述的生理傳感器系統(tǒng)，其特征在于，至少一附加傳感器元件(18)是氣動傳感器元件，尤其是柔韌的胸環(huán)，它通過一壓力管道(20)與電子裝置連接，在該電子裝置中，設置有壓力傳感器(38)用于將壓力信號轉換為電檢測信號。
全文摘要
一種用于在妨礙接收的環(huán)境中、尤其是在磁共振裝置中接收電檢測信號的生理傳感器系統(tǒng),它具有多個檢測電極和一個信號放大裝置,一個供電電源以及一個用于信號變換并將信號傳輸給一個外部信號處理和/或控制裝置的電子裝置,其中,所述檢測電極(3,4,5,14,15,n)和信號放大裝置(6,16)設置在第一屏蔽外殼(2,13)中,供電電源和電子裝置設置在第二屏蔽外殼(9)中,其中,信號放大裝置(6,16)通過屏蔽的和/或絞合的電纜連接(7,17)與電子裝置和供電電源連接或可連接。
文檔編號G01R33/28GK1348742SQ0114314
公開日2002年5月15日 申請日期2001年9月25日 優(yōu)先權日2000年9月25日
發(fā)明者邁克爾·克雷默, 沃爾特·梅爾曾多夫, 烏爾里克·謝策爾 申請人:西門子公司