CN101495881B - 在rf场中使用的传输路径 - Google Patents

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Abstract

公开了一种包括导电链路或连接引线或线路或电缆(21)的传输路径(2),在引导所述路径通过RF电场和/或磁场,尤其是引导所述路径通过MR成像系统的电场和/或磁场时,所述路径是RF安全的,或者可以使所述路径具有RF安全性(尤其是相对于由驻波引起的发热而言),所述路径尤其适于将诸如电源或者控制单元或评估单元等基本单元或连接单元(1)(第一单元)与远端或远程电气单元(3)(第二单元)相连接,例如,所述远端或远程电气单元(3)尤其可以是磁共振(MR)成像系统当中采用的传感器或检测器、发射单元和/或接收单元、诸如RF体线圈或表面线圈系统等辅助装置、诸如导管或可植入装置等侵入性装置或介入性装置。该传输路径包括压力开关或光学开关。

Description

在RF场中使用的传输路径
技术领域
本发明涉及在RF电场和/或磁场内,尤其是在MR成像系统的RF电场和/或磁场内使用的传输路径,其中,所述路径包括至少一个导电链路或连接引线或线路或电缆,用于将第一电气单元和第二电气单元相互电连接,在引导所述路径通过RF电场和/或磁场时,尤其是在引导所述路径通过MR成像系统的RF电场和/或磁场时,所述路径是RF安全的或者可以使所述路径具有RF安全性(尤其是相对于由驻波引起的发热而言)。本发明还涉及用于操作这样的传输路径的方法。
所述传输路径尤其适于将诸如电源或者控制单元或评估单元等基本单元或连接单元(第一单元)与远端或远程电气单元(第二单元)连接,所述远端或远程单元例如是磁共振(MR)成像系统中采用的传感器单元或检测器单元、发射单元和/或接收单元、诸如RF体线圈或表面线圈系统等辅助装置、诸如主动导管或被动导管或可植入装置等侵入性装置或介入性装置。
此外,本发明涉及用于通过这样的传输路径对至少一个远端或远程电气单元进行操作、控制和/或供电的连接单元或基本单元。
本发明还涉及一种包括第一电气单元和第二电气单元以及用于将这两个单元相互电连接的传输路径的MR兼容装置。
最后,本发明涉及一种包括上述传输路径和/或连接单元和/或MR兼容装置的磁共振成像系统或设备。
背景技术
具体而言,MR成像系统用于对患者进行检查和治疗。借助该系统,利用稳定的主磁场(B0场)使所要检查的体组织的核自旋被对准,并且利用RF脉冲(B1场)对核自旋进行激励。为了实现定位(或切片选择)的目的,将所产生的驰豫信号暴露于梯度磁场之下,并对所产生的驰豫信号进行接收和评估,从而通过已知的方式利用其形成体组织的一维图像、二维图像或三维图像。
本质上,可以划分出两种类型的MR成像系统。第一种MR成像系统是所谓的开放型MR成像系统(垂直系统),其中,将患者安置在位于“C”臂端部之间的检查区内。在检查或治疗过程中,几乎可以从所有的侧面触及患者。第二种MR成像系统是包括筒状(柱状)检查空间(轴向系统)的MR成像系统,患者安置在该筒状(柱状)检查空间(轴向系统)内。
提供RF线圈系统来发射RF脉冲(B1场)以及接收驰豫信号。除了永久性地置入到MR成像设备内的RF线圈系统(用于基本上对患者的全身进行成像的体线圈)之外,还将采用RF表面线圈,例如,可以将所述RF表面线圈灵活地布置成围绕所要检查的特定区域的套筒或衬垫(pad)或者可以将所述RF表面线圈灵活地布置成位于所要检查的特定区域内的套筒或衬垫。类似地,提供RF头线圈,其适于检查患者的头部。
此外,还采用导管和可植入心血管装置或其他侵入性装置或介入性装置,它们被引入到患者体内,从而(例如)在MR成像过程中进行组织采样,或者对组织进行RF消融,并且它们至少在其尖端区域包括至少一个线圈元件或振荡器等,其目的在于实现再现图像中的定位或进行成像。
为了将上述远端电气单元与连接单元或基本单元相连接,尤其是与电源或者控制单元或评估单元(其可以是相关的MR成像系统的一部分或者可以是独立的部分)相连接,往往必须将导电链路或连接引线或线路或电缆引导通过上述MR成像系统或MR扫描仪的(强)RF电场和/或磁场。
特别地,RF场能够在连接线路以及患者的周围体组织内感应出RF共模信号(电流)。这些电流不仅存在干扰或破坏远端单元和/或连接单元的危险,而且尤其可能导致线路以及相邻的体组织内产生大量的热,尤其是就表面线圈和导管而言,从而当连接线路过于靠近或者处于患者体内时灼伤患者。因此,必须使这样的线路相对于这些危险而言是RF安全的。
US 6496714公开了一种具有RF安全性的侵入性装置,其具有至少一个供磁共振成像设备使用的长导体。所述侵入性装置设置了至少一个结合到所述长导体内的阻抗可控的串联元件,所述串联元件尤其可以具有二极管的形式,其中,所述串联元件的阻抗受到控制单元的控制,因而在RF传输过程中,所述串联元件将所述长导体划分成了远短于所采用的RF在组织内的半波长的多个部分。由此,能够避免在RF传输过程中沿所述导体产生RF驻波,进而避免所述装置和周围组织产生相关的具有危险性的发热。
WO 02/074164公开了一种用于磁共振成像设备的导管,其中,所述导管设置有供电引线,并且包括串联连接到所述供电引线的多个二极管。
在Umathum等人的“An Actively Segmented Transmission Line forImproved MR Safety of Interventional Devices”(Proceedings of theInternational Society for Magnetic Resonance In Medicine,2006年5月6日,第1396页)中,公开了一种传输线路,其包括串联的PIN二极管,可以将所述PIN二极管驱动为截止状态或阻断状态,从而将所述传输线路分割成多个段,并且可以对所述二极管进行正向驱动,从而将所述段连接起来。
US 2006/0148306公开了一种包括探头结构的RF应用设备,所述探头结构通过至少两条线连接至RF发生器,其中,所述至少两条线一起并入到公共电缆中。此外,公开了一种开关装置,该开关装置位于电缆的发生器端部和探头端部之间,并且该开关装置可以包括机械开关或继电器,如果对干扰辐射具有高灵敏度反应的测量将受到影响,那么可以通过设置所述机械开关或继电器来中断RF频率电流向探头结构的输送。
发明内容
已经揭示了上述US 6496714所公开的侵入性装置可能具有三个主要的缺陷:第一,利用二极管划分导体将诱发这样的风险,即,RF传输过程中(断开导体部分)的阻抗在任何情况下,或者在任何环境或者工作条件下,或者对于任何RF频率或RF传输的相关高功率水平而言不够高。第二,利用二极管划分导体还需要电流来使二极管闭合并且需要反向偏压来使二极管断开,其缺点在于,如果(例如)应用于可植入装置,那么将限制控制单元的电池寿命。第三,二极管的使用意味着需要两条并联的电缆来往返于远端单元传导电流以及施加反向电压,由此获得RF安全性。如果信号传输只需要单条引线,例如,对于单极信号而言,那么其将徒然增大传输线路的复杂性。
因此,本发明的根本目的在于提供一种具有RF安全性的传输路径以及一种用于操作这样的传输路径的方法,其中,在各种环境或工作条件下,都能够引导所述传输路径通过强RF电场和/或磁场,而不会存在对连接的单元造成显著干扰或破坏或者灼伤患者的风险,因而所述传输路径是RF安全的。
本发明的另一个根本目的在于提供一种具有RF安全性的传输路径以及一种用于操作这样的传输路径的方法,其中,能够引导所述传输路径通过强RF电场和/或磁场,而不会存在对连接的单元造成显著干扰或破坏或者灼伤患者的风险,其中,所述传输路径及其操作方法只需要最少的电能,因而延长了工作所需的电池的寿命。
本发明的另一个根本目的在于提供一种具有RF安全性的传输路径以及一种用于操作这样的传输路径的方法,其中,在以单条信号引线的形式实现所述传输路径的情况下,也能够引导所述传输路径通过强RF电场和/或磁场,而不会存在对连接的单元造成显著干扰或破坏或者灼伤患者的风险。
本发明的目的尤其在于提供一种具有RF安全性的传输路径,所述传输路径具有最少的损耗,并且对于通过所述路径传输的信号而言具有高传输质量。
最后,本发明的目的在于提供一种MR兼容装置,其包括第一电气单元和第二电气单元以及用于将这两个单元相互电连接的传输路径,从上文所述的意义上来讲,所述装置是RF安全的,或者可以使所述装置具有RF安全性。
所述目的中的至少一个是由根据权利要求1所述的、在RF电场和/或磁场中使用的具有RF安全性的传输路径实现的,所述传输路径用于将第一电气单元和第二电气单元相互电连接,包括:
-至少一条被划分成至少两个线路段或部分的导电链路或连接引线或电缆或线路,所述至少两个线路段或部分通过至少一个开关单元相互连接,从而使所述线路段或部分相对于RF感应的谐振以及由所述导电链路或连接引线或电缆或线路上的驻波引起的对应发热而保持RF安全性,其中:
-所述至少一个开关单元包括具有电触头的开关,其用于分别通过断开和闭合所述电触头而使所述导电链路或连接引线或电缆或线路的至少两个线路段或部分电隔离和电连接,从而使所述具有RF安全性的传输路径在RF安全模式和信号传输模式之间切换,在所述信号传输模式下,通过所述导电链路或连接引线或电缆或线路传输信号。
此外,所述目的中的至少一个是由根据权利要求7所述的连接单元或基本单元、根据权利要求10所述的MR兼容装置、根据权利要求11所述的方法、以及根据权利要求13所述的MR成像系统实现的。
这些解决方案的一大优点在于提供了一种传输路径,可以通过所述电触头来使所述传输路径断开或电中断,从而达到低电导或基本为零的电导以及低电容或基本为零的电容,以便提供RF安全性,并且可以使所述传输路径闭合或者连接至低阻抗或基本为零的阻抗,所述传输路径用于0Hz与数GHz之间的频率,以便能够用来传输信号和/或功率。
此外,在大多数情况下,甚至在有害的条件下,电触头比诸如二极管等开关阻抗元件更为可靠,因而能够获得更好的MR兼容性。
这些解决方案的另一优点在于:可以使用所述传输路径来传输低功率RF信号和处于几乎任何频率和功率范围内的高功率RF信号,尤其是传输处于1kHz到1MHz的频率范围内的高功率RF信号,因为在所述传输路径中不存在任何变压器或者其他具有频率相关阻抗的元件。
从属权利要求涉及本发明的有利实施例。
根据权利要求2所述的传输路径的优点在于:可以远程切换或控制所述至少一个开关单元,并且基本上不存在由RF电场和/或磁场造成干扰的风险,也不存在产生驻波以及过高温度(就用于远程控制或切换的电缆而言)的风险,这是因为不需要导电电缆来对根据权利要求2所述的至少一个开关单元进行远程切换或控制。
此外,可以利用例如传感器(其检测RF电场和/或磁场和/或温度,其中,如果所述传感器的输出超过了预定阈值,那么激活相关压力源)或利用外部单元(例如,MR设备)来自动切换所述至少一个开关单元,或者在(例如)激活MR设备进行RF传输时或之前,利用由用户人工激活相关的压力源来自动切换所述至少一个开关单元。
或者,如果不采用压力管,也可以采用例如双金属或热开关的形式来提供所述开关单元,从而实现对触头的自动断开(优选也能闭合),在导电引线或线路的温度升高的情况下,所述双金属或热开关断开所述触头。
根据权利要求3所述的实施例的优点在于:能够实现包括导电引线或线路、所述至少一个开关单元和用于操作所述开关单元的管的紧凑传输路径。
根据权利要求7和8所述的连接单元或基本单元的优点在于:它们能够由微型计算机来控制,通过所述微型计算机能够对某些环境条件进行评估,从而以优化的方式对所述开关单元进行控制。
或者或此外,可以由(例如)对患者执行MR检查的人或者由在传输RF脉冲时MR成像系统或MR扫描仪生成的触发信号来对所述连接单元或基本单元进行外部控制。
根据权利要求9所述的连接单元的实施例的优点在于:提供了一个紧凑的单元,其包含了几乎所有用于操作根据本发明的传输路径的主要部件。
通过下文参考附图给出的对本发明的优选和示范性实施例的说明,本发明的进一步的细节、特征和优点将变得显而易见。
附图说明
图1示出了根据本发明的MR兼容装置的实施例的示意图;
图2示出了用于断开和连接导电链路的开关单元的第一实施例的示意性顶视图;
图3示出了图2的截面侧视图;以及
图4以顶视图示出了开关单元的第二实施例。
具体实施方式
图1A和图1B示意性地示出了根据本发明的MR兼容装置的基本部件,该MR兼容装置包括第一电气单元1、第二电气单元3和用于将单元1、3二者相互电连接的传输路径2。
这样的MR兼容装置的一个例子是心脏起搏器,其中,第一单元1是包括脉冲发生器的基本单元或连接单元,第二单元3是起搏电极,传输路径2是位于所述发生器与起搏电极之间的起搏器引线。另一个例子是主动导管,其中,所述第二单元3是处于发射单元的尖端上的用于主动定位的MR线圈,其通过具有同轴引线的形式的传输路径2连接至位于患者体外的基本单元或连接单元(第一单元1)。
或者,可以将所述连接单元或基本单元1作为(例如)控制单元或评估单元或者电源单元来提供,其用于对所述第二电气单元3进行操作、控制和/或供电,和/或用于利用相应的控制或供电机构或者信号发射器/接收器10对由所述第二电气单元3接收或检测到的信号进行评估。
通常将第二单元3作为远程单元或远端单元来提供,例如,它可以是传感器或检测器单元、发射单元和/或接收单元或诸如MR成像系统的RF体线圈或表面线圈系统等附属单元或侵入性单元或介入性单元(例如,用于快速定位的主动或被动导管的远端部分、用于心内膜ECG测绘、起搏或RF消融的电生理导管的远端部分)或者可植入装置的对应部分(例如,神经刺激器、内部心脏电复律器或除颤器的刺激电极)。
传输路径2包括用于将第一单元和第二单元1、3相互电连接的导电链路、引线、线路或电缆21。传输路径2还包括多个开关单元22、23、24、……,它们各自包括串联连接到线路21的电触头221、231、241、……,并且如果所述开关单元22、23、24、……的触头221、231、241、……是断开的,那么从电学的角度上所述触头中的每一个将线路21划分成线路段或线路部分。
开关单元22、23、24、……优选是压力开关,其中,通过利用媒介提供给所述开关单元的压力来使触头221、231、241、……断开和/或闭合。所述媒介优选是通过非金属压力管25输送的气体媒介或液体媒介。
为了对所述媒介进行加压,所述第一单元1设置了由控制器12控制的压力换能器11。控制器12接收至少一个用于检测RF电场和/或磁场和/或温度的传感器13的输出信号,控制器12包括用于外部传感器或外部控制单元14的输入端子,外部传感器或外部控制单元14可以是MR扫描仪的一部分。
此外,可以将控制器12和信号发射器/接收器10设置为相互之间双向交换控制信号。信号发射器/接收器10能够(例如)向控制器12指出何时必须通过线路21发送信号,由此控制器12对压力换能器11进行控制,从而使它闭合开关单元22、23、24、……的触头221、231、241、……。另一个例子是,控制器12能够向信号发射器/接收器10指出必须延迟或中断某一信号在线路21上的传输,直到通过压力换能器11闭合开关单元22、23、24、……的触头221、231、241、……从而允许这样的传输为止。另一个例子是使起搏器的起搏脉冲在线路21上的传输延迟几毫秒,直到MR系统完成了RF脉冲传输为止。
所述至少一个传感器13可以是优选为簧片开关的磁场传感器,和/或所述至少一个传感器13可以是优选具有RF接收天线形式的电场传感器,和/或所述至少一个传感器13可以是已知的温度传感器。
控制器12相对于所检测的RF电场和/或磁场的存在或强度和/或所检测的温度值来评估所述至少一个传感器13的输出信号,如果根据所述评估,所检测的值中的至少一个超过了预定阈值,那么将生成输出信号并将输出信号从所述控制器12提交给压力换能器11。
在接收到这样的输出信号后,压力换能器11通过对压力管25内的媒介进行加压来对所述开关单元22、23、24、……进行操作,从而使触头221、231、241、……断开,由此使传输路径2具有RF安全性。
更具体而言,可以通过选择所述阈值而使所述导电链路或线路21在每次相关MR成像系统生成RF电场或磁场时中断。或者或此外,可以采用优选位于传输路径2上的温度传感器,从而在温度超过预定阈值时通过断开触头221、231、241、……而使导电链路或线路21中断。
优选地,将控制器12设置成当传感器13检测到传输路径2遭受到MR成像系统的检查空间内的强RF传输场或者强静态磁场的作用时,断开触头221、231、241、……。
作为例子,如果磁场传感器13感测到0.5T以上的场,那么控制器12控制压力换能器11来断开所有的开关单元22、23、24、……。作为另一个例子,如果磁场传感器13感测到0.5T以上的场,并且电场传感器(RF接收天线,图1中未示出)检测到功率大于预定阈值的RF传输和/或检测到具有已知用于MR成像的频率或具有由外部控制器14指示的频率的RF传输,那么控制器12控制压力换能器11来断开所有的开关单元22、23、24、……。作为另一个例子,如果温度传感器所检测到的温度升到了预定水平之上,例如,40℃以上,那么控制器12将通过压力换能器11断开所有的开关单元22、23、24、……。通常,可以将控制器12编程为采用传感器输出信号的任何组合来断开或闭合开关单元22、23、24、……。
此外或或者,可以向控制器12提供由外部控制器14生成的外部信号,以便通过压力换能器11来操作开关单元22、23、24、……。一个这样的例子是导管形式的MR兼容装置,其中,基本单元或连接单元1处于患者体外,而包括引线2的导管管路则位于患者体内。向基本单元或连接单元1提供由外部控制器14(其可以是MR扫描仪的一部分)生成的、用于指示MR扫描仪进行的RF脉冲传输的外部触发信号,从而断开所述开关单元22、23、24、……的触头221、231、241、……。
根据所述连接单元或基本单元1的构造和设计,可以将传输路径2与连接单元1固定连接,或者可以提供能够与连接单元1分开的传输路径2(例如,通过插头或其他可分离连接器)。
根据另一个替代方案,也可以采用继电器形式的开关单元来替代压力开关,其中通过光纤(不会在其上生成电驻波)来对所述继电器进行供给和/或控制。此外,这样的开关单元可以包括检测器或传感器(通过光纤对其进行供给),其用于检测电场或磁场增强或者温度升高,并且在电场或磁场增强或者温度升高的情况下断开触头221、231、241、……。
图2示出了位于压力管25的两个相邻段之间,或部分251与252之间的压力开关22(23,24)形式的一个开关单元的第一实施例的示意性顶视图。图3示出了图2的截面侧视图。
根据这些附图,压力开关22包括用于固定导电链路或者线路或电缆21的相邻段或部分的第一焊接焊盘和第二焊接焊盘221a、221b。
焊盘221a、221b通过位于一个焊盘221a处的转动的金属杠杆222和位于另一个焊盘221b处的相对触头223而相互电连接以及断开。在管25内的媒介与杠杆222之间设置了薄的柔性膜224。膜224可以是以超薄多晶硅层或者诸如聚酰亚胺等聚合物为基础的。
在不工作的位置处(即,压力换能器11处于待用状态),将杠杆222预先拉伸到相对触头223处的触头闭合位置,从而使焊盘221a、221b电连接,并使压力开关22闭合。
如果通过压力换能器11对压力管25内的媒介进行加压,那么膜224将向上膨胀并将杠杆222从相对触头223上拉开,这样将使焊盘221a、221b电断开,并使压力开关22断开,如图3所示。
为了在压力损失或者压力换能器11发生故障的情况下增强传输路径2的安全性,优选将压力开关22设置为:将杠杆222预先拉伸到触头断开位置,并通过经由压力增大的媒介对杠杆222施加的压力来达到杠杆222的触头闭合位置。
图4以顶视图示出了压力开关22′的第二实施例。将这一开关设置为同时对四条导电链路或者线路或电缆21(未示出)进行开关。相应地,压力开关22′包括四对第一焊接焊盘和第二焊接焊盘221a、221b,提供四对焊盘的目的仍然是为了分别固定链路或者线路或电缆21的相邻段或部分,从而使其连接或断开。
此外,压力开关22′包括四个杠杆222和四个相对触头223,其中,提供每一杠杆和相对触头的目的是为了连接和断开每一对第一和第二接触焊盘221a、221b,如图3所示。
仍然如上面论述的那样对所述四个杠杆222进行预先拉伸,并利用加压的媒介对其进行致动,并且利用一个柔性膜224来使所述四个杠杆222与加压的媒介相分离,在对媒介加压时,该柔性膜224膨胀而抵靠着杠杆222。
如上所述,如图3所示,将压力开关22′如此设置,使得通过经由加压的媒介施加压力而将杠杆222从相对触头223上拉开,从而使压力开关22′断开,或者,为了在压力损失的情况下增强传输路径2的安全性,可以将杠杆预先拉伸到触头断开位置,并利用压力使杠杆达到触头闭合位置。
相应地,可以提供用于同时对两条、三条或者四条以上的导电链路或线路21进行开关的压力开关。
具有单条引线或线路21的传输路径2的例子是单极心脏起搏电极或导管内的用于RF消融的RF电源线。具有双引线或线路21的传输路径2的例子是MR导管内的用于主动导管定位的同轴电缆。具有多通道连接引线或线路21的传输路径2的例子是具有多个测绘电极(mapping electrode)的电生理导管。
必须根据将要通过导电链路或线路21传输的电压和电流来选择压力开关22、22′,从而使它们提供足够的电气强度。如果必要,使用气体来填充杠杆222和相对触头223周围的触头空间,以便增大开关在大功率传输时的闪络电压。还必须对所述开关进行选择或设计,从而使它们提供低的开路电容。优选利用微系统技术来制造所述开关,以便获得所需的微型化级别。
沿着导电链路或线路21的两个相邻压力开关22、23、24、……之间的距离基本上是任意的,或者可以根据所提出的传输路径2的应用,尤其是根据路径2所遭受的电场或磁场的频率来选择所述距离,从而使两个相邻开关22、23之间的线路段或部分251、252相对于RF感应的谐振和由驻波引起的对应发热而保持安全性。
根据本发明的传输路径2的一个主要优点在于:压力开关22、23、24、……和用于操作所述开关的压力管25或其他引线功能不受周围的电场或磁场的影响。
最后,尤其可以有利地采用根据本发明的传输路径2来连接那些需要长电引线21和/或相对于通过导电引线或线路21传输的信号的频率和功率水平而变化的电气单元,例如,它们可以是很多类型的可植入装置(例如,神经刺激器、心脏起搏器、内部心脏电复律器和除颤器)和介入性装置(例如,用于快速定位的主动导管、用于心内膜ECG测绘和RF消融的电生理导管)。
尽管已经通过附图和前面的具体实施方式具体举例说明和描述了本发明,但是应当将这样的举例说明和描述看作是示例性的或者示范性的,而非限定性的,并且本发明不受所公开的实施例的限制。

Claims (13)

1.用于在RF电场和/或磁场中使用的具有RF安全性的传输路径(2),所述传输路径(2)用于将第一电气单元和第二电气单元(1、3)相互电连接,所述传输路径(2)包括:
-至少一条被划分成至少两个线路段或部分的导电链路或连接引线或电缆或线路(21),所述至少两个线路段或部分通过至少一个开关单元(22、23、24、……)相互连接,从而使所述线路段或部分相对于RF感应的谐振以及由所述导电链路或连接引线或电缆或线路(21)上的驻波引起的对应发热而保持RF安全性,其特征在于:
-所述至少一个开关单元(22、23、24、……)包括具有电触头(221、231、241、……)的开关,其用于分别通过断开和闭合所述电触头(221、231、241、……)而使所述导电链路或连接引线或电缆或线路(21)的所述至少两个线路段或部分电隔离和电连接,从而使所述具有RF安全性的传输路径(2)在RF安全模式和信号传输模式之间切换,在所述信号传输模式下,通过所述导电链路或连接引线或电缆或线路(21)传输信号。
2.根据权利要求1所述的具有RF安全性的传输路径,
其中,所述至少一个开关单元(22、23、24、……)包括压力开关,所述压力开关用于通过利用媒介施加的提供给所述开关单元(22、23、24、……)的压力来断开和/或闭合所述电触头(221、231、241、……)。
3.根据权利要求2所述的具有RF安全性的传输路径,
包括非金属压力管(25),所述非金属压力管(25)固定在所述导电链路或连接引线或电缆或线路(21)上,并且沿所述导电链路或连接引线或电缆或线路(21)引导所述非金属压力管(25),通过所述压力管(25)将所述媒介提供给所述开关单元(22,23,24、……)。
4.根据权利要求1所述的具有RF安全性的传输路径,
其中,所述至少一个开关单元(22、23、24、……)是以双金属或热开关的形式提供的,其用于在所述导电链路或连接引线或电缆或线路(21)的温度升高的情况下断开所述电触头(221、231、241、……)。
5.根据权利要求1所述的具有RF安全性的传输路径,
其中,所述至少一个开关单元(22、23、24、……)是以继电器的形式提供的,其中,通过光纤来对所述继电器进行供给和/或控制,从而断开和/或闭合所述电触头(221、231、241、……)。
6.根据权利要求5所述的具有RF安全性的传输路径,
其中,所述至少一个开关单元(22、23、24、……)包括检测器或传感器,其用于检测RF电场和/或磁场强度增强或者温度升高,并且在RF电场和/或磁场增强或者温度升高的情况下断开所述电触头(221、231、241、……)。
7.连接单元或基本单元(1),用于通过根据权利要求1所述的具有RF安全性的传输路径(2)向至少一个远端或远程电气单元(3)发送信号和/或从至少一个远端或远程电气单元(3)接收信号,和/或用于通过根据权利要求1所述的具有RF安全性的传输路径(2)向所述至少一个远端或远程电气单元(3)供电,其中,所述连接单元或基本单元(1)包括控制器(12),所述控制器(12)用于控制所述具有RF安全性的传输路径(2)的至少一个开关单元(22、23、24、……)来断开和/或闭合它的电触头(221、231、241、……)。
8.根据权利要求7所述的连接单元或基本单元,
包括至少一个传感器(13),所述传感器(13)用于检测沿所述具有RF安全性的传输路径(2)或所述具有RF安全性的传输路径(2)上的RF电场和/或磁场强度或温度,并且其中,提供所述控制器(12)来评估所述至少一个传感器的信号并对所述开关单元(22、23、24、……)中的至少一个进行控制,从而在所述RF电场和/或磁场强度或温度超过预定值的情况下,将所述电触头(221、231、241、……)断开。
9.根据权利要求7所述的连接单元或基本单元,
包括用于操作所述开关单元(22、23、24、……)中的至少一个的压力换能器(11),其中,所述开关单元(22、23、24、……)中的每一个是以每个压力开关的形式提供的。
10.用于MR成像系统的MR兼容装置,包括第一电气单元和第二电气单元(1、3)以及根据权利要求1所述的用于将这两个单元(1、3)相互电连接的具有RF安全性的传输路径(2)。
11.用于操作根据权利要求1所述的具有RF安全性的传输路径的方法,包括以下步骤:
控制所述具有RF安全性的传输路径的至少一个开关单元,从而分别将所述具有RF安全性的传输路径的导电链路或连接引线或电缆或线路的至少两个线路段或部分电隔离和电连接,由此使所述具有RF安全性的传输路径在RF安全模式和信号传输模式之间切换,其中,在所述信号传输模式下,通过所述路径传输信号。
12.用于操作根据权利要求1所述的具有RF安全性的传输路径的装置,包括:
用于控制所述具有RF安全性的传输路径的至少一个开关单元,从而分别将所述具有RF安全性的传输路径的导电链路或连接引线或电缆或线路的至少两个线路段或部分电隔离和电连接,由此使所述具有RF安全性的传输路径在RF安全模式和信号传输模式之间切换的模块,其中,在所述信号传输模式下,通过所述路径传输信号。
13.磁共振成像系统或设备,包括根据权利要求1所述的具有RF安全性的传输路径和/或根据权利要求7所述的连接单元或基本单元和/或根据权利要求10所述的MR兼容装置。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8847072B2 (en) 2007-06-29 2014-09-30 Koninklijke Philips N.V. Transmission cable for use in radio-frequency magnetic or electrical fields
WO2010144419A2 (en) 2009-06-08 2010-12-16 Surgivision, Inc. Mri-guided interventional systems that can track and generate dynamic visualizations of flexible intrabody devices in near real time
WO2010148088A2 (en) 2009-06-16 2010-12-23 Surgivision, Inc. Mri-guided devices and mri-guided interventional systems that can track and generate dynamic visualizations of the devices in near real time
EP2597481A1 (en) * 2011-11-22 2013-05-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. RF-safe interventional or non-interventional instrument for use in an MRI apparatus
EP2614769A1 (en) * 2012-01-10 2013-07-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Electro-cardiograph sensor mat
MX2014008322A (es) 2012-01-10 2014-08-21 Koninkl Philips Nv Tapete sensor electrocardiografico.
US9443683B2 (en) 2012-04-24 2016-09-13 Commscope Technologies Llc RF thermal fuse
EP2674193A1 (en) * 2012-06-11 2013-12-18 Sapiens Steering Brain Stimulation B.V. Synchronization of the operation of an implantable medical device with the application of RF and/or gradient fields in an MRI system
US9220911B2 (en) * 2013-09-11 2015-12-29 Medtronic, Inc. Implantable medical devices with power supply noise isolation
US10247792B2 (en) * 2014-05-19 2019-04-02 Siemens Aktiengesellschaft Field-coupled connection technique for linking coils and/or patient tables in magnetic resonance imaging
EP3420894A1 (en) * 2017-06-28 2019-01-02 Koninklijke Philips N.V. Invasive medical device
CN114910851B (zh) * 2021-02-10 2024-04-26 清华大学 基于二极管的非线性响应mri图像增强超构表面器件
CN113949958B (zh) * 2021-10-08 2024-04-16 日月光半导体制造股份有限公司 耳塞及其制造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5656931A (en) * 1995-01-20 1997-08-12 Pacific Gas And Electric Company Fault current sensor device with radio transceiver
US5705905A (en) * 1996-07-17 1998-01-06 Baldor Electric Company Source impedance measurement for motor control
CN1307240A (zh) * 2000-01-31 2001-08-08 刘诚韬 高精度的高电压检测方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87214780U (zh) * 1987-10-31 1988-04-27 董家右 高电压测量装置
DE3815419A1 (de) 1988-05-06 1989-11-16 Philips Patentverwaltung Schalteinrichtung fuer kernspinuntersuchungsgeraete
US5217010A (en) * 1991-05-28 1993-06-08 The Johns Hopkins University Ecg amplifier and cardiac pacemaker for use during magnetic resonance imaging
JPH10500885A (ja) * 1995-03-22 1998-01-27 フィリップス エレクトロニクス エヌ ベー モニタを含む磁気共鳴装置
GB9600145D0 (en) * 1996-01-05 1996-03-06 Royal Brompton Hospital Radio frequency coil switching
EP1336116A1 (en) 2000-11-24 2003-08-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Invasive device provided with a segmented electrical connection conductor
DE10113661A1 (de) 2001-03-21 2002-09-26 Philips Corp Intellectual Pty Katheter zur Anwendung in einem Magnetresonanz-Bildgerät
DE10118195C1 (de) * 2001-04-11 2002-11-07 Siemens Ag Verwendung eines Schaltelements zum Schalten in einem Kernspintomographie-Gerät und Kernspintomographie-Gerät
CA2482202C (en) * 2001-04-13 2012-07-03 Surgi-Vision, Inc. Systems and methods for magnetic-resonance-guided interventional procedures
US6496714B1 (en) 2001-07-20 2002-12-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. RF-safe invasive device
US7076283B2 (en) 2001-10-31 2006-07-11 Medtronic, Inc. Device for sensing cardiac activity in an implantable medical device in the presence of magnetic resonance imaging interference
DE10224451A1 (de) 2002-05-29 2003-12-18 Celon Ag Medical Instruments Hochfrequenzapplikationsvorrichtung
AUPS319102A0 (en) 2002-06-25 2002-07-18 Thorlock International Limited Low ESR switch for nuclear resonance measurements (#13)
EP1616339B1 (en) * 2003-04-09 2007-07-18 Philips Intellectual Property & Standards GmbH Transmission cable
US20070188846A1 (en) 2003-09-03 2007-08-16 Slicker James M MEMS switch with bistable element having straight beam components
DE10356274B4 (de) * 2003-11-28 2007-06-14 Siemens Ag Verstimmschaltungseinheit
WO2005103748A1 (en) 2004-04-23 2005-11-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Magnetic resonance imaging system provided with an electrical accessory device
EP3141921B1 (en) 2004-12-20 2019-02-20 Koninklijke Philips N.V. Transmission path for use in rf fields
EP2291219B1 (en) * 2008-06-23 2017-10-25 Greatbatch Ltd. Frequency selective passive component networks for implantable leads of active implantable medical devices utilizing an energy dissipating surface

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5656931A (en) * 1995-01-20 1997-08-12 Pacific Gas And Electric Company Fault current sensor device with radio transceiver
US5705905A (en) * 1996-07-17 1998-01-06 Baldor Electric Company Source impedance measurement for motor control
CN1307240A (zh) * 2000-01-31 2001-08-08 刘诚韬 高精度的高电压检测方法

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