專利名稱：在提供減少的rf發(fā)熱的rf場(chǎng)中使用的傳輸路徑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在RF電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)內(nèi)，尤其是在MR成像系統(tǒng)的RF電場(chǎng) 和/或磁場(chǎng)內(nèi)使用的傳輸路徑，其中，所述路徑包括至少一個(gè)導(dǎo)電鏈路或連 接引線或線路或電纜，用于將第一電氣單元和第二電氣單元相互電連接， 在引導(dǎo)所述路徑通過RF電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)時(shí)，尤其是在引導(dǎo)所述路徑通過MR 成像系統(tǒng)的RF電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)時(shí)，所述路徑是RF安全的或者可以使所述路 徑具有RF安全性(尤其是相對(duì)于由駐波引起的發(fā)熱而言)。本發(fā)明還涉及 用于操作這樣的傳輸路徑的方法。
所述傳輸路徑尤其適于將諸如電源或者控制單元或評(píng)估單元等基本單 元或連接單元(第一單元)與遠(yuǎn)端或遠(yuǎn)程電氣單元(第二單元)連接，所 述遠(yuǎn)端或遠(yuǎn)程單元例如是磁共振(MR)成像系統(tǒng)中采用的傳感器單元或檢 測(cè)器單元、發(fā)射單元和/或接收單元、諸如RF體線圈或表面線圈系統(tǒng)等輔 助裝置、諸如主動(dòng)導(dǎo)管或被動(dòng)導(dǎo)管或可植入裝置等侵入性裝置或介入性裝 置。
此外，本發(fā)明涉及用于通過這樣的傳輸路徑對(duì)至少一個(gè)遠(yuǎn)端或遠(yuǎn)程電 氣單元進(jìn)行操作、控制和/或供電的連接單元或基本單元。
本發(fā)明還涉及一種包括第一電氣單元和第二電氣單元以及用于將這兩 個(gè)單元相互電連接的傳輸路徑的MR兼容裝置。
最后，本發(fā)明涉及一種包括上述傳輸路徑和/或連接單元和/或MR兼容 裝置的磁共振成像系統(tǒng)或設(shè)備。
背景技術(shù)：
具體而言，MR成像系統(tǒng)用于對(duì)患者進(jìn)行檢査和治療。借助該系統(tǒng)，利 用穩(wěn)定的主磁場(chǎng)(B。場(chǎng))使所要檢査的體組織的核自旋被對(duì)準(zhǔn)，并且利用 RF脈沖(Bi場(chǎng))對(duì)核自旋進(jìn)行激勵(lì)。為了實(shí)現(xiàn)定位(或切片選擇)的目的， 將所產(chǎn)生的馳豫信號(hào)暴露于梯度磁場(chǎng)之下，并對(duì)所產(chǎn)生的馳豫信號(hào)進(jìn)行接
4收和評(píng)估，從而通過已知的方式利用其形成體組織的一維圖像、二維圖像 或三維圖像。
本質(zhì)上，可以劃分出兩種類型的MR成像系統(tǒng)。第一種MR成像系統(tǒng)是 所謂的開放型MR成像系統(tǒng)(垂直系統(tǒng))，其中，將患者安置在位于"C"臂 端部之間的檢查區(qū)內(nèi)。在檢查或治療過程中，幾乎可以從所有的側(cè)面觸及 患者。第二種MR成像系統(tǒng)是包括筒狀(柱狀)檢查空間(軸向系統(tǒng))的MR 成像系統(tǒng)，患者安置在該筒狀(柱狀)檢査空間(軸向系統(tǒng))內(nèi)。
提供RF線圈系統(tǒng)來發(fā)射RF脈沖(Bi場(chǎng))以及接收馳豫信號(hào)。除了永久 性地置入到MR成像設(shè)備內(nèi)的RF線圈系統(tǒng)(用于基本上對(duì)患者的全身進(jìn)行 成像的體線圈)之外，還將采用RF表面線圈，例如，可以將所述RF表面 線圈靈活地布置成圍繞所要檢査的特定區(qū)域的套筒或襯墊(pad)或者可以 將所述RF表面線圈靈活地布置成位于所要檢査的特定區(qū)域內(nèi)的套筒或襯 墊。類似地，提供RF頭線圈，其適于檢查患者的頭部。
此外，還采用導(dǎo)管和可植入心血管裝置或其他侵入性裝置或介入性裝 置，它們被引入到患者體內(nèi)，從而(例如)在MR成像過程中進(jìn)行組織采樣， 或者對(duì)組織進(jìn)行RF消融，并且它們至少在其尖端區(qū)域包括至少一個(gè)線圈元 件或振蕩器等，其目的在于實(shí)現(xiàn)再現(xiàn)圖像中的定位或進(jìn)行成像。
為了將上述遠(yuǎn)端電氣單元與連接單元或基本單元相連接，尤其是與電 源或者控制單元或評(píng)估單元(其可以是相關(guān)的MR成像系統(tǒng)的一部分或者可 以是獨(dú)立的部分)相連接，往往必須將導(dǎo)電鏈路或連接引線或線路或電纜 引導(dǎo)通過上述MR成像系統(tǒng)或MR掃描儀的(強(qiáng))RF電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)。
特別地，RF場(chǎng)能夠在連接線路以及患者的周圍體組織內(nèi)感應(yīng)出RF共模 信號(hào)(電流)。這些電流不僅存在干擾或破壞遠(yuǎn)端單元和/或連接單元的危 險(xiǎn)，而且尤其可能導(dǎo)致線路以及相鄰的體組織內(nèi)產(chǎn)生大量的熱，尤其是就 表面線圈和導(dǎo)管而言，從而當(dāng)連接線路過于靠近或者處于患者體內(nèi)時(shí)灼傷 患者。因此，必須使這樣的線路相對(duì)于這些危險(xiǎn)而言是RF安全的。
US 6496714公開了一種具有RF安全性的侵入性裝置，其具有至少一個(gè) 供磁共振成像設(shè)備使用的長(zhǎng)導(dǎo)體。所述侵入性裝置設(shè)置了至少一個(gè)結(jié)合到 所述長(zhǎng)導(dǎo)體內(nèi)的阻抗可控的串聯(lián)元件，所述串聯(lián)元件尤其可以具有二極管 的形式，其中，所述串聯(lián)元件的阻抗受到控制單元的控制，因而在RF傳輸過程中，所述串聯(lián)元件將所述長(zhǎng)導(dǎo)體劃分成了遠(yuǎn)短于所采用的RF在組織內(nèi) 的半波長(zhǎng)的多個(gè)部分。由此，能夠避免在RF傳輸過程中沿所述導(dǎo)體產(chǎn)生RF 駐波，進(jìn)而避免所述裝置和周圍組織產(chǎn)生相關(guān)的具有危險(xiǎn)性的發(fā)熱。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)揭示了上述US 6496714所公開的侵入性裝置可能具有三個(gè)主要的 缺陷第一，利用二極管劃分導(dǎo)體將誘發(fā)這樣的風(fēng)險(xiǎn)，即，RF傳輸過程中 (斷開導(dǎo)體部分)的阻抗在任何情況下，或者在任何環(huán)境或者工作條件下， 或者對(duì)于任何RF頻率或RF傳輸?shù)南嚓P(guān)高功率水平而言不夠高。第二，利 用二極管劃分導(dǎo)體還需要電流來使二極管閉合并且需要反向偏壓來使二極 管斷開，其缺點(diǎn)在于，如果(例如)應(yīng)用于可植入裝置，那么將限制控制 單元的電池壽命。第三，二極管的使用意味著需要兩條并聯(lián)的電纜來往返 于遠(yuǎn)端單元傳導(dǎo)電流以及施加反向電壓，由此獲得RF安全性。如果信號(hào)傳 輸只需要單條引線，例如，對(duì)于單極信號(hào)而言，那么其將徒然增大傳輸線 路的復(fù)雜性。
因此，本發(fā)明的根本目的在于提供一種傳輸路徑以及一種用于操作這 樣的傳輸路徑的方法，其中，在各種環(huán)境或工作條件下，都能夠引導(dǎo)所述 傳輸路徑通過強(qiáng)RF電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)，而不會(huì)存在對(duì)連接的單元造成顯著干 擾或破壞或者灼傷患者的風(fēng)險(xiǎn)，因而所述傳輸路徑是RF安全的。
本發(fā)明的另一個(gè)根本目的在于提供一種傳輸路徑以及一種用于操作這 樣的傳輸路徑的方法，其中，能夠引導(dǎo)所述傳輸路徑通過強(qiáng)RF電場(chǎng)和/或 磁場(chǎng)，而不會(huì)存在對(duì)連接的單元造成顯著干擾或破壞或者灼傷患者的風(fēng)險(xiǎn)， 其中，所述傳輸路徑及其操作方法只需要最少的電能，因而延長(zhǎng)了工作所 需的電池的壽命。
本發(fā)明的另一個(gè)根本目的在于提供一種傳輸路徑以及一種用于操作這 樣的傳輸路徑的方法，其中，在以單條信號(hào)引線的形式實(shí)現(xiàn)所述傳輸路徑 的情況下，也能夠引導(dǎo)所述傳輸路徑通過強(qiáng)RF電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)，而不會(huì)存 在對(duì)連接的單元造成顯著干擾或破壞或者灼傷患者的風(fēng)險(xiǎn)。
本發(fā)明的目的尤其在于提供這樣的傳輸路徑，即，所述傳輸路徑是RF 安全的，或者可以使所述傳輸路徑具有RF安全性，并且所述傳輸路徑具有最少的損耗，并且對(duì)于通過所述路徑傳輸?shù)男盘?hào)而言具有高傳輸質(zhì)量。
最后，本發(fā)明的目的在于提供一種MR兼容裝置，其包括第一電氣單元 和第二電氣單元以及用于將這兩個(gè)單元相互電連接的傳輸路徑，從上文所 述的意義上來講，所述裝置是RF安全的，或者可以使所述裝置具有RF安 全性。
所述目的中的至少一個(gè)是由根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸路徑實(shí)現(xiàn)的， 所述傳輸路徑包括至少一條用于將第一電氣單元與第二電氣單元相互電 連接的導(dǎo)電鏈路或連接引線或電纜或線路；以及至少一個(gè)包括電觸頭的開 關(guān)單元，其用于分別將所述引線或電纜或線路的至少兩段電隔離和電連接，
并且用于在引導(dǎo)所述線路通過RF電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)時(shí)通過斷開所述觸頭來提 供所述線路的RF安全性。
此外，所述目的中的至少一個(gè)是由根據(jù)權(quán)利要求4所述的連接單元或 基本單元、根據(jù)權(quán)利要求7所述的MR兼容裝置、根據(jù)權(quán)利要求8所述的方 法、以及根據(jù)權(quán)利要求10所述的MR成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。
這些解決方案的一大優(yōu)點(diǎn)在于提供了一種傳輸路徑，可以通過所述電 觸頭來使所述傳輸路徑斷開或電中斷，從而達(dá)到低電導(dǎo)或基本為零的電導(dǎo) 以及低電容或基本為零的電容，以便提供RF安全性，并且可以使所述傳輸 路徑閉合或者連接至低阻抗或基本為零的阻抗，所述傳輸路徑用于OHz與 數(shù)GHz之間的頻率，以便能夠用來傳輸信號(hào)和/或功率。
此外，在大多數(shù)情況下，甚至在有害的條件下，電觸頭比諸如二極管 等開關(guān)阻抗元件更為可靠，因而能夠獲得更好的MR兼容性。
這些解決方案的另一優(yōu)點(diǎn)在于可以使用所述傳輸路徑來傳輸?shù)凸β?RF信號(hào)和處于幾乎任何頻率和功率范圍內(nèi)的高功率RF信號(hào)，尤其是傳輸處 于lkHz到lMHz的頻率范圍內(nèi)的高功率RF信號(hào)，因?yàn)樵谒鰝鬏斅窂街胁?存在任何變壓器或者其他具有頻率相關(guān)阻抗的元件。
從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的有利實(shí)施例。
根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳輸路徑的優(yōu)點(diǎn)在于可以遠(yuǎn)程切換或控制所 述至少一個(gè)開關(guān)單元，并且基本上不存在由RF電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)造成干擾的 風(fēng)險(xiǎn)，也不存在產(chǎn)生駐波以及過高溫度(就用于遠(yuǎn)程控制或切換的電纜而 言)的風(fēng)險(xiǎn)，這是因?yàn)橛糜谶h(yuǎn)程切換或控制所述至少一個(gè)開關(guān)單元的壓力管是非金屬管。
此外，可以利用例如傳感器(其檢測(cè)RF電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)和/或溫度，其 中，如果所述傳感器的輸出超過了預(yù)定閾值，那么激活相關(guān)壓力源)或利 用外部單元(例如，MR設(shè)備)來自動(dòng)切換所述至少一個(gè)開關(guān)單元，或者在 (例如)激活MR設(shè)備進(jìn)行RF傳輸時(shí)或之前，利用由用戶人工激活相關(guān)的 壓力源來自動(dòng)切換所述至少一個(gè)開關(guān)單元。
或者，如果不采用壓力管，也可以采用例如雙金屬或熱開關(guān)的形式來 提供所述開關(guān)單元，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)觸頭的自動(dòng)斷開(優(yōu)選也能閉合)，在導(dǎo)電 弓!線或線路的溫度升高的情況下，所述雙金屬或熱開關(guān)斷開所述觸頭。
根據(jù)權(quán)利要求3所述的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)崿F(xiàn)包括導(dǎo)電引線或 線路、所述至少一個(gè)開關(guān)單元和用于操作所述開關(guān)單元的管的緊湊傳輸路 徑。
根據(jù)權(quán)利要求4和5所述的連接單元或基本單元的優(yōu)點(diǎn)在于它們能 夠由微型計(jì)算機(jī)來控制，通過所述微型計(jì)算機(jī)能夠?qū)δ承┉h(huán)境條件進(jìn)行評(píng) 估，從而以優(yōu)化的方式對(duì)所述開關(guān)單元進(jìn)行控制。
或者或此外，可以由(例如)對(duì)患者執(zhí)行MR檢査的人或者由在傳輸RF 脈沖時(shí)MR成像系統(tǒng)或MR掃描儀生成的觸發(fā)信號(hào)來對(duì)所述連接單元或基本 單元進(jìn)行外部控制。
根據(jù)權(quán)利要求6所述的連接單元的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于提供了一個(gè)緊 湊的單元，其包含了幾乎所有用于操作根據(jù)本發(fā)明的傳輸路徑的主要部件。
通過下文參考附圖給出的對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選和示范性實(shí)施例的說明，本 發(fā)明的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的MR兼容裝置的實(shí)施例的示意圖2示出了用于斷開和連接導(dǎo)電鏈路的開關(guān)單元的第一實(shí)施例的示意
性頂視圖3示出了圖2的截面?zhèn)纫晥D；以及
圖4以頂視圖示出了開關(guān)單元的第二實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1A和圖IB示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的MR兼容裝置的基本部件，該MR兼容裝置包括第一電氣單元1、第二電氣單元3和用于將單元1、 3 二者相互電連接的傳輸路徑2。
這樣的MR兼容裝置的一個(gè)例子是心臟起搏器，其中，第一單元l是包括脈沖發(fā)生器的基本單元或連接單元，第二單元3是起搏電極，傳輸路徑2是位于所述發(fā)生器與起搏電極之間的起搏器弓I線。另一個(gè)例子是主動(dòng)導(dǎo)管，其中，所述第二單元3是處于發(fā)射單元的尖端上的用于主動(dòng)定位的MR線圈，其通過具有同軸引線的形式的傳輸路徑2連接至位于患者體外的基本單元或連接單元(第一單元l)。
或者，可以將所述連接單元或基本單元1作為(例如)控制單元或評(píng)估單元或者電源單元來提供，其用于對(duì)所述第二電氣單元3進(jìn)行操作、控制和/或供電，和/或用于利用相應(yīng)的控制或供電機(jī)構(gòu)或者信號(hào)發(fā)射器/接收器10對(duì)由所述第二電氣單元3接收或檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行評(píng)估。
通常將第二單元3作為遠(yuǎn)程單元或遠(yuǎn)端單元來提供，例如，它可以是傳感器或檢測(cè)器單元、發(fā)射單元和/或接收單元或諸如MR成像系統(tǒng)的RF體線圈或表面線圈系統(tǒng)等附屬單元或侵入性單元或介入性單元(例如，用于快速定位的主動(dòng)或被動(dòng)導(dǎo)管的遠(yuǎn)端部分、用于心內(nèi)膜ECG測(cè)繪、起搏或RF消融的電生理導(dǎo)管的遠(yuǎn)端部分)或者可植入裝置的對(duì)應(yīng)部分(例如，神經(jīng)刺激器、內(nèi)部心臟電復(fù)律器或除顫器的刺激電極)。
傳輸路徑2包括用于將第一單元和第二單元1、 3相互電連接的導(dǎo)電鏈路、引線、線路或電纜21。傳輸路徑2還包括多個(gè)開關(guān)單元22、23、24、……，它們各自包括串聯(lián)連接到線路21的電觸頭221、 231、 241、……，并且如果所述開關(guān)單元22、 23、 24、……的觸頭221、 231、 241、……是斷開的，那么從電學(xué)的角度上所述觸頭中的每一個(gè)將線路21劃分成線路段或線路部分。
幵關(guān)單元22、 23、 24、……優(yōu)選是壓力開關(guān)，其中，通過利用媒介提供給所述開關(guān)單元的壓力來使觸頭221、 231、 241、……斷開和/或閉合。所述媒介優(yōu)選是通過非金屬壓力管25輸送的氣體媒介或液體媒介。
為了對(duì)所述媒介進(jìn)行加壓，所述第一單元1設(shè)置了由控制器12控制的
9200780028779.6
壓力換能器11。控制器12接收至少一個(gè)用于檢測(cè)RF電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)和/或 溫度的傳感器13的輸出信號(hào)，控制器12包括用于外部傳感器或外部控制 單元14的輸入端子，外部傳感器或外部控制單元14可以是MR掃描儀的一 部分。
此外，可以將控制器12和信號(hào)發(fā)射器/接收器10設(shè)置為相互之間雙向 交換控制信號(hào)。信號(hào)發(fā)射器/接收器10能夠(例如)向控制器12指出何時(shí) 必須通過線路21發(fā)送信號(hào)，由此控制器12對(duì)壓力換能器11進(jìn)行控制，從 而使它閉合開關(guān)單元22、 23、 24、……的觸頭221、 231、 241、……。另 一個(gè)例子是，控制器12能夠向信號(hào)發(fā)射器/接收器10指出必須延遲或中斷 某一信號(hào)在線路21上的傳輸，直到通過壓力換能器11閉合開關(guān)單元22、 23、 24、……的觸頭221、 231、 241、……從而允許這樣的傳輸為止。另一 個(gè)例子是使起搏器的起搏脈沖在線路21上的傳輸延遲幾毫秒，直到MR系 統(tǒng)完成了RF脈沖傳輸為止。
所述至少一個(gè)傳感器13可以是優(yōu)選為簧片開關(guān)的磁場(chǎng)傳感器，和/或 所述至少一個(gè)傳感器13可以是優(yōu)選具有RF接收天線形式的電場(chǎng)傳感器， 和/或所述至少一個(gè)傳感器13可以是已知的溫度傳感器。
控制器12相對(duì)于所檢測(cè)的RF電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)的存在或強(qiáng)度和/或所檢 測(cè)的溫度值來評(píng)估所述至少一個(gè)傳感器13的輸出信號(hào)，如果根據(jù)所述評(píng)估， 所檢測(cè)的值中的至少一個(gè)超過了預(yù)定閾值，那么將生成輸出信號(hào)并將輸出 信號(hào)從所述控制器12提交給壓力換能器11。
在接收到這樣的輸出信號(hào)后，壓力換能器11通過對(duì)壓力管25內(nèi)的媒 介進(jìn)行加壓來對(duì)所述開關(guān)單元22、 23、 24、……進(jìn)行操作，從而使觸頭221、 231、 241、……斷開，由此使傳輸路徑2具有RF安全性。
更具體而言，可以通過選擇所述閾值而使所述導(dǎo)電鏈路或線路21在每 次相關(guān)MR成像系統(tǒng)生成RF電場(chǎng)或磁場(chǎng)時(shí)中斷?；蛘呋虼送猓梢圆捎脙?yōu) 選位于傳輸路徑2上的溫度傳感器，從而在溫度超過預(yù)定閾值時(shí)通過斷開 觸頭221、 231、 241、……而使導(dǎo)電鏈路或線路21中斷。
優(yōu)選地，將控制器12設(shè)置成當(dāng)傳感器13檢測(cè)到傳輸路徑2遭受到MR 成像系統(tǒng)的檢查空間內(nèi)的強(qiáng)RF傳輸場(chǎng)或者強(qiáng)靜態(tài)磁場(chǎng)的作用時(shí)，斷開觸頭 221、 231、 241、......。
10作為例子，如果磁場(chǎng)傳感器13感測(cè)到0.5T以上的場(chǎng)，那么控制器12 控制壓力換能器11來斷開所有的開關(guān)單元22、 23、 24、……。作為另一個(gè) 例子，如果磁場(chǎng)傳感器13感測(cè)到0.5T以上的場(chǎng)，并且電場(chǎng)傳感器(RF接 收天線，圖1中未示出)檢測(cè)到功率大于預(yù)定閾值的RF傳輸和/或檢測(cè)到 具有已知用于MR成像的頻率或具有由外部控制器14指示的頻率的RF傳輸, 那么控制器12控制壓力換能器11來斷開所有的開關(guān)單元22、23、24、……。 作為另一個(gè)例子，如果溫度傳感器所檢測(cè)到的溫度升到了預(yù)定水平之上， 例如，40° C以上，那么控制器12將通過壓力換能器11斷開所有的開關(guān)單 元22、 23、 24、……。通常，可以將控制器12編程為采用傳感器輸出信號(hào) 的任何組合來斷開或閉合開關(guān)單元22、 23、 24、……。
此外或或者，可以向控制器12提供由外部控制器14生成的外部信號(hào)， 以便通過壓力換能器11來操作開關(guān)單元22、 23、 24、……。 一個(gè)這樣的例 子是導(dǎo)管形式的MR兼容裝置，其中，基本單元或連接單元1處于患者體外， 而包括引線2的導(dǎo)管管路則位于患者體內(nèi)。向基本單元或連接單元1提供 由外部控制器14 (其可以是MR掃描儀的一部分)生成的、用于指示MR掃 描儀進(jìn)行的RF脈沖傳輸?shù)耐獠坑|發(fā)信號(hào)，從而斷開所述開關(guān)單元22、 23、 24、......的觸頭221、 231、 241、......。
根據(jù)所述連接單元或基本單元1的構(gòu)造和設(shè)計(jì)，可以將傳輸路徑2與 連接單元1固定連接，或者可以提供能夠與連接單元1分開的傳輸路徑2 (例如，通過插頭或其他可分離連接器)。
根據(jù)另一個(gè)替代方案，也可以采用繼電器形式的開關(guān)單元來替代壓力 開關(guān)，其中通過光纖(不會(huì)在其上生成電駐波)來對(duì)所述繼電器進(jìn)行供給 和/或控制。此外，這樣的開關(guān)單元可以包括檢測(cè)器或傳感器(通過光纖對(duì) 其進(jìn)行供給)，其用于檢測(cè)電場(chǎng)或磁場(chǎng)增強(qiáng)或者溫度升高，并且在電場(chǎng)或磁 場(chǎng)增強(qiáng)或者溫度升高的情況下斷開觸頭221、 231、 241、……。
圖2示出了位于壓力管25的兩個(gè)相鄰段之間，或部分251與252之間 的壓力開關(guān)22 (23， 24)形式的一個(gè)開關(guān)單元的第一實(shí)施例的示意性頂視 圖。圖3示出了圖2的截面?zhèn)纫晥D。
根據(jù)這些附圖，壓力開關(guān)22包括用于固定導(dǎo)電鏈路或者線路或電纜21 的相鄰段或部分的第一焊接焊盤和第二焊接焊盤221a、 221b。焊盤221a、 221b通過位于一個(gè)焊盤221a處的轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬杠桿222和 位于另一個(gè)焊盤221b處的相對(duì)觸頭223而相互電連接以及斷幵。在管25 內(nèi)的媒介與杠桿222之間設(shè)置了薄的柔性膜224。膜224可以是以超薄多晶 硅層或者諸如聚酰亞胺等聚合物為基礎(chǔ)的。
在不工作的位置處(即，壓力換能器11處于待用狀態(tài))，將杠桿222 預(yù)先拉伸到相對(duì)觸頭223處的觸頭閉合位置，從而使焊盤221a、 221b電連 接，并使壓力開關(guān)22閉合。
如果通過壓力換能器11對(duì)壓力管25內(nèi)的媒介進(jìn)行加壓，那么膜224 將向上膨脹并將杠桿222從相對(duì)觸頭223上拉開，這樣將使焊盤221a、221b 電斷開，并使壓力開關(guān)22斷開，如圖3所示。
為了在壓力損失或者壓力換能器11發(fā)生故障的情況下增強(qiáng)傳輸路徑2 的安全性，優(yōu)選將壓力開關(guān)22設(shè)置為將杠桿222預(yù)先拉伸到觸頭斷開位 置，并通過經(jīng)由壓力增大的媒介對(duì)杠桿222施加的壓力來達(dá)到杠桿222的 觸頭閉合位置。
圖4以頂視圖示出了壓力開關(guān)22'的第二實(shí)施例。將這一開關(guān)設(shè)置為同 時(shí)對(duì)四條導(dǎo)電鏈路或者線路或電纜21 (未示出)進(jìn)行開關(guān)。相應(yīng)地，壓力 開關(guān)22'包括四對(duì)第一焊接焊盤和第二焊接焊盤221a、 221b，提供四對(duì)焊盤 的目的仍然是為了分別固定鏈路或者線路或電纜21的相鄰段或部分，從而 使其連接或斷開。
此外，壓力開關(guān)22'包括四個(gè)杠桿222和四個(gè)相對(duì)觸頭223，其中，提
供每一杠桿和相對(duì)觸頭的目的是為了連接和斷開每一對(duì)第一和第二接觸焊 盤221a、 221b，如圖3所示。
仍然如上面論述的那樣對(duì)所述四個(gè)杠桿222進(jìn)行預(yù)先拉伸，并利用加 壓的媒介對(duì)其進(jìn)行致動(dòng)，并且利用一個(gè)柔性膜224來使所述四個(gè)杠桿222 與加壓的媒介相分離，在對(duì)媒介加壓時(shí)，該柔性膜224膨脹而抵靠著杠桿 222。
如上所述，如圖3所示，將壓力開關(guān)22'如此設(shè)置，使得通過經(jīng)由加壓 的媒介施加壓力而將杠桿222從相對(duì)觸頭223上拉開，從而使壓力開關(guān)22' 斷開，或者，為了在壓力損失的情況下增強(qiáng)傳輸路徑2的安全性，可以將 杠桿預(yù)先拉伸到觸頭斷開位置，并利用壓力使杠桿達(dá)到觸頭閉合位置。相應(yīng)地，可以提供用于同時(shí)對(duì)兩條、三條或者四條以上的導(dǎo)電鏈路或
線路21進(jìn)行開關(guān)的壓力開關(guān)。
具有單條引線或線路21的傳輸路徑2的例子是單極心臟起搏電極或?qū)?管內(nèi)的用于RF消融的RF電源線。具有雙引線或線路21的傳輸路徑2的例 子是MR導(dǎo)管內(nèi)的用于主動(dòng)導(dǎo)管定位的同軸電纜。具有多通道連接引線或線 路21的傳輸路徑2的例子是具有多個(gè)測(cè)繪電極(mapping electrode)的 電生理導(dǎo)管。
必須根據(jù)將要通過導(dǎo)電鏈路或線路21傳輸?shù)碾妷汉碗娏鱽磉x擇壓力開 關(guān)22、 22'，從而使它們提供足夠的電氣強(qiáng)度。如果必要，使用氣體來填充 杠桿222和相對(duì)觸頭223周圍的觸頭空間，以便增大開關(guān)在大功率傳輸時(shí) 的閃絡(luò)電壓。還必須對(duì)所述開關(guān)進(jìn)行選擇或設(shè)計(jì)，從而使它們提供低的開 路電容。優(yōu)選利用微系統(tǒng)技術(shù)來制造所述開關(guān)，以便獲得所需的微型化級(jí) 別。
沿著導(dǎo)電鏈路或線路21的兩個(gè)相鄰壓力開關(guān)22、 23、 24、……之間的 距離基本上是任意的，或者可以根據(jù)所提出的傳輸路徑2的應(yīng)用，尤其是 根據(jù)路徑2所遭受的電場(chǎng)或磁場(chǎng)的頻率來選擇所述距離，從而使兩個(gè)相鄰 開關(guān)22、 23之間的線路段或部分251、 252相對(duì)于RF感應(yīng)的諧振和由駐波 引起的對(duì)應(yīng)發(fā)熱而保持安全性。
根據(jù)本發(fā)明的傳輸路徑2的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)在于壓力開關(guān)22、 23、 24、……和用于操作所述開關(guān)的壓力管25或其他引線功能不受周圍的電場(chǎng) 或磁場(chǎng)的影響。
最后，尤其可以有利地采用根據(jù)本發(fā)明的傳輸路徑2來連接那些需要 長(zhǎng)電引線21和/或相對(duì)于通過導(dǎo)電引線或線路21傳輸?shù)男盘?hào)的頻率和功率
水平而變化的電氣單元，例如，它們可以是很多類型的可植入裝置(例如， 神經(jīng)剌激器、心臟起搏器、內(nèi)部心臟電復(fù)律器和除顫器)和介入性裝置(例 如，用于快速定位的主動(dòng)導(dǎo)管、用于心內(nèi)膜ECG測(cè)繪和RF消融的電生理導(dǎo) 管)。
盡管已經(jīng)通過附圖和前面的具體實(shí)施方式
具體舉例說明和描述了本發(fā) 明，但是應(yīng)當(dāng)將這樣的舉例說明和描述看作是示例性的或者示范性的，而 非限定性的，并且本發(fā)明不受所公開的實(shí)施例的限制。
權(quán)利要求
1、用于在RF電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)內(nèi)使用的傳輸路徑，其包括-至少一條用于將第一電氣單元和第二電氣單元(1、3)相互電連接的導(dǎo)電鏈路或連接引線或電纜或線路(21)，以及-至少一個(gè)包括電觸頭(221、231、241、……)的開關(guān)單元(22、23、24、……)，其用于分別將所述引線或電纜或線路(21)的至少兩段電隔離和電連接，并且用于在引導(dǎo)所述線路(21)通過RF電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)時(shí)通過斷開所述觸頭(221、231、241、……)來提供所述線路(21)的RF安全性。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸路徑，其中，所述至少一個(gè)開關(guān)單元(22、 23、 24、……)包括壓力開關(guān)， 所述壓力開關(guān)用于通過利用媒介施加的壓力來斷開和/或閉合所述觸頭 (221、 231、 241、……)，所述媒介是通過非金屬壓力管(25)提供給所 述開關(guān)單元(22、 23、 24、……)的。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳輸路徑，其中，所述壓力管(25)固定在所述導(dǎo)電引線或線路(21)上，并且 沿所述導(dǎo)電引線或線路(21)引導(dǎo)所述壓力管(25)。
4、 連接單元或基本單元(1)，用于通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸路 徑(2)向至少一個(gè)遠(yuǎn)端或遠(yuǎn)程電氣單元(3)發(fā)送信號(hào)和/或從至少一個(gè)遠(yuǎn) 端或遠(yuǎn)程電氣單元(3)接收信號(hào)，和/或用于通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的 傳輸路徑(2)向所述至少一個(gè)遠(yuǎn)端或遠(yuǎn)程電氣單元(3)供電，其中，所 述連接單元或基本單元(1)包括控制器(12)，所述控制器(12)用于控 制所述至少一個(gè)幵關(guān)單元(22、 23、 24、……)來斷開和/或閉合它的電觸 頭(221、 231、 241、......)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的連接單元或基本單元，包括至少一個(gè)傳感器(13)或者用于連接至少一個(gè)傳感器的傳感器輸 入，所述傳感器(13)用于檢測(cè)沿所述傳輸路徑(2)或所述傳輸路徑(2) 上的RF電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)強(qiáng)度或溫度，并且其中，提供所述控制器(12)來 評(píng)估至少一個(gè)傳感器信號(hào)并對(duì)所述開關(guān)單元(22、 23、 24、……)中的至 少一個(gè)進(jìn)行控制，從而在所述RF電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)強(qiáng)度或溫度超過預(yù)定值的 情況下，將所述電觸頭(221、 231、 241、……)斷開。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的連接單元或基本單元， 包括用于操作所述開關(guān)單元(22、 23、 24、……)中的至少一個(gè)的壓力換能器(11)，其中，所述開關(guān)單元(22、 23、 24、……)中的每一個(gè)是 以每個(gè)壓力開關(guān)的形式提供的。
7、 用于MR成像系統(tǒng)的MR兼容裝置，包括第一電氣單元和第二電氣單 元(1、 3)以及根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于將這兩個(gè)單元(1、 3)相互電 連接的傳輸路徑(2)。
8、 用于操作根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸路徑的方法，包括以下步驟 控制所述至少一個(gè)開關(guān)單元，從而分別將所述傳輸路徑的連接引線或電纜或線路的至少兩個(gè)段電隔離和電連接，由此使所述傳輸路徑在RF安全 模式和信號(hào)模式之間切換，其中，在所述信號(hào)模式下，通過所述路徑傳輸 信號(hào)。
9、 包括計(jì)算機(jī)程序代碼的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)在可編程微型計(jì)算機(jī)上運(yùn)行 所述程序時(shí)，所述計(jì)算機(jī)程序代碼用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法或 者供根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法使用。
10、 磁共振成像系統(tǒng)或設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸路徑和/ 或根據(jù)權(quán)利要求4所述的連接單元或基本單元和/或根據(jù)權(quán)利要求7所述的 MR兼容裝置。
全文摘要
公開了一種包括導(dǎo)電鏈路或連接引線或線路或電纜(21)的傳輸路徑(2)，在引導(dǎo)所述路徑通過RF電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)，尤其是引導(dǎo)所述路徑通過MR成像系統(tǒng)的電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)時(shí)，所述路徑是RF安全的，或者可以使所述路徑具有RF安全性(尤其是相對(duì)于由駐波引起的發(fā)熱而言)，所述路徑尤其適于將諸如電源或者控制單元或評(píng)估單元等基本單元或連接單元(1)(第一單元)與遠(yuǎn)端或遠(yuǎn)程電氣單元(3)(第二單元)相連接，例如，所述遠(yuǎn)端或遠(yuǎn)程電氣單元(3)尤其可以是磁共振(MR)成像系統(tǒng)當(dāng)中采用的傳感器或檢測(cè)器、發(fā)射單元和/或接收單元、諸如RF體線圈或表面線圈系統(tǒng)等輔助裝置、諸如導(dǎo)管或可植入裝置等侵入性裝置或介入性裝置。該傳輸路徑包括壓力開關(guān)或光學(xué)開關(guān)。
文檔編號(hào)G01R33/28GK101495881SQ200780028779
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2007年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月2日
發(fā)明者S·魏斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司