JP4805456B2 - Electrode and electrode arrangement method suitable for functional magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents
Electrode and electrode arrangement method suitable for functional magnetic resonance imaging apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP4805456B2 JP4805456B2 JP2000580517A JP2000580517A JP4805456B2 JP 4805456 B2 JP4805456 B2 JP 4805456B2 JP 2000580517 A JP2000580517 A JP 2000580517A JP 2000580517 A JP2000580517 A JP 2000580517A JP 4805456 B2 JP4805456 B2 JP 4805456B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- magnetic resonance
- resonance imaging
- electrodes
- environment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
- A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
- A61B5/291—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electroencephalography [EEG]
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Description
【0001】
【関連出願の相互参照】
本出願は、その内容の全体を参考として引用し、本明細書に含めた、ドン・デュルソウ(Don DuRousseau)により1998年11月10日付けで出願された、仮米国特許出願第60/107,918号の優先権を主張するものである。
【0002】
【発明の分野】
本発明は、医療装置に関し、特に、機能的磁気共鳴画像(fMRI)装置により発生された厳しい作動環境内に配置される間、前置増幅エレクトロニクスを使用せずに、脳及び身体から不純とされていない電気信号を獲得する技術に関する。
【0003】
【関連出願の背景】
従来のEEG、EOG、ECG、EMG、及びその他の生理学的信号は、通常、接着剤又はキャップ型装置を使用して頭蓋及び身体に取り付けられた個別に配置した電極を使用して記録される。これら技術の例は、サムズ(Sams)ら(米国特許第4,085,739号)又はゲビンズ(Gevins)ら(米国特許第4,967,038号、及び米国特許第5,038,782号)により開発されたものがある。これらの取り付け方法において、関連する電気的及び生理学的活性を獲得し且つ記録するために使用される増幅器に電極が取り付けられる。これらの増幅器装置は、皮膚との接触インピーダンスが極めて小さいことを必要とし且つMRI装置のような、他の電気的装置からの放出分による影響を極めて受け易い。かかる環境内において、従来のEEG、ECG、又はEMG増幅器の入力段は、増幅器が最早、適正に作動し得えなくなる程度まで、磁気共鳴画像装置により発生された、極めて大きい電界及び磁界による影響を受け易い。更にこれらの増幅器装置は、殆ど常に、交流電圧源から作動され、このため、電磁干渉(EMI)を放射し、この電磁干渉は、fMRI装置により獲得された解剖学的及び機能上のデータを不純にし且つこれらのデータの完全性を損なう。
【0004】
アイビス(Ives)ら(米国特許第5,445,162号)による、fMRI環境内でEEG信号を集めるための従来の試みは、個別の電極を頭蓋に接着し且つ画像装置のボア内にて電気的活性度が増幅される、電池作動のアナログ前置増幅器装置を利用するものである。次に、これらの信号は、患者の近くに配置された追加的なアナログ回路によって光エネルギに変換される。厳しいfMRI環境内に依存してあるが、これらの信号は、画像装置を望まない干渉から保護する遮蔽ルームの外部の光ファイバケーブルに沿って、遮蔽ルームの外部に配置され、また、データを集め且つ処理し得るようにPCに取り付けられた二次的な増幅装置まで伝送される。しかし、この光結合型の前置増幅器装置は、高価で且つ大形であり、また操作しづらい。更に、ヘッドコイル(画像装置内に配置されている)内部の寸法上の制約のため及び内部のクロック回路からの放送干渉に起因して、デジタル回路を使用できない設計のため、この装置の交流結合型の性質は、画像装置の通常の作動中に発生される遷移的信号に起因する大きい人為的欠陥の影響を受け易い。
【0005】
【発明の概要】
本発明に従って、頭及び顔に電極を配置し且つ電気信号を獲得し、これらの電気信号を外部の増幅器装置に伝送するため弾性的なヘッドキャップ(以下、クイックキャップと称する)を使用するEEG電極の位置決め装置を提供することにより、上述した従来技術の問題点は解決される。該クイックキャップは、広範囲に亙る頭の寸法及び形状の相違に楽に適合することのできる、延伸可能な弾性的キャップ及びあご紐部分を提供する。該クイックキャップは、導電性の電解液を充填する設計とされた、複数の電極ホルダを提供する。更に、クイックキャップは、炭素又は金属導線を備える形態とすることができ、また、商業的に利用可能な任意の増幅器装置と共に相互に接続することができる、ワイヤーハーネスアセンブリを提供するものである。
【0006】
本発明の幾つかの特定の特徴及び目的は次のものを含む。
本発明は、fMRI装置内で信号を獲得し且つ何ら電子的増幅を行うことなく、その信号を遮蔽された環境外に伝送することのできる、多数の電極を頭及び身体の上に迅速に取り付けるための低コストの装置を提供するものである。
【0007】
本発明の別の目的は、fMRI装置からの不純な影響に対する装置の影響の受け易さを制限すると共に、遮蔽したfMRI環境外部の信号をPCに取り付けられた増幅器に伝送し、電気生理学的及びその他の生理学的に相関させたデータを集め且つ処理するため、頭及び身体に配置された電極に取り付けた炭素導線を使用することである。
【0008】
本発明の別の目的は、各々が柔軟なゴム電極取り付け部内で保持され且つ炭素導線ワイヤーに接続され、生理学的及び電子的に発生された不純な影響に対する装置の影響の受け易さを制限する、スズ、金、銀−塩化銀、又は塩化銀粉末の組み合わせ又はアマルガムで出来た金属製電極を使用することである。
【0009】
本発明の更に別の目的は、生理学的及び電子的に発生された不純な影響に対する装置の影響の受け易さを更に制限するため、炭素導線と接続された炭素、炭素化プラスチック又は導電性プラスチック製電極を使用することである。
【0010】
本発明の更に別の目的は、脳又は脊髄からの信号を直接記録する一方、生理学的及び電子的に発生された不純な影響に対する装置の影響受け易さを更に制限するため炭素導線と接続されたニードル電極、埋め込み可能な深さの電極又は皮質面電極を使用することである。
【0011】
本発明の更に別の目的は、電極を頭蓋、顔、胸又は身体の適正な位置に配置するための機構を提供することにより、眼、心臓又は筋肉から信号を獲得するため単一の電極又は電極群を使用し得るようにすることである。
【0012】
本発明の更に別の目的は、酸素の摂取、呼吸、心拍、インピーダンス、動き、加速度、力に関係した信号又はその他の信号を測定するために使用される外部の変換器装置からの信号に接続し且つその信号を伝送するために単一導線又は導線群を使用することを許容することである。
【0013】
本発明の更に別の特徴は、電極ホルダ及び電極を頭、顔及び身体の上に配置し、磁気共鳴画像装置内にある間に、人間からEEG、EOG、EMG、ECG及び生理学的に相関させたその他の信号を獲得するため、分離可能な弾性的キャップ、あご紐及びワイヤーハーネス部分を提供することである。
【0014】
本発明の上記及びその他の特徴、面及び有利な点は、添付図面に関する本発明の以下の詳細な説明から一層明らかになるであろう。
本発明の目的及び特徴及び有利な点は、以下の説明から明らかになるであろう。
【0015】
【好ましい実施の形態の詳細な説明】
図1に図示するように、本発明のfMRIに適合する電極配置装置は、弾性的織地キャップ部分10及びあご紐部分11を備えており、その双方は、バージニア州、ゴードンビル、13441リバティレーンのリバティファブリックス(Liberty Fabrics)が製造する型式NO.96175黒−09000のような複合的なライクラ−スパンデックス(Lycra−Spandex)(登録商標名)材料で作られることが好ましい。複数の電極ホルダ20a乃至20nが弾性的キャップ部分10に取り付けられている。「n」という符号は、その数が所望の電極の数に対応することを意味する。例えば、典型的な用途において、nは1乃至1024の範囲とすることができる。また、図1において、本発明の複数の導線13は、ハーネスアセンブリ14を形成する。該導線は、任意の非鉄磁気導電性材料で作ることができるが、炭素で出来たものであることが好ましい。導線は、可動性の巻き付け材料(図示せず)により群として巻き且つ電極ホルダ20a−n内に保持された電極(図示せず)から伸びて頭から離れ、3Mインコーポレーテッドが製造するCHGシリーズ40ピンコネクタ(図示せず)のようなコネクタにて終わるようにする。この可撓性の巻き部分(図示せず)は、MRI装置環境内にある間に、ワイヤーがコイル状になることができず、導線ワイヤー材料の加熱を防止することを確実にするために使用される。
【0016】
図2A乃至2Dに図示するように、電極ホルダ20は、化合物L−5099のような成形した医療等級EPDMゴムの単一体にて作ることが好ましい。電極ホルダ20は、中央穴部分21を提供し、この中央穴部分は中央ウェル部分22へのアクセスを許容し且つ頭蓋面に押し付けられる。中央ウェル部分22を充填し、外皮表面からの電気信号を電極ホルダ20の中央ウェル部分22内に配置されたリッジ部分23に載る電極(図示せず)に伝送する架橋部分を形成し得るように電解液を中央穴21を通じて射出する。頂部付近の電極ホルダ20の側にて、電極(図示せず)の導線取り付け部分が電極ホルダから伸びる箇所に穴24が存在する。電極ホルダ20の外側部分には、引込み部25が存在し、電極ホルダを弾性的なキャップ織地10を通じて押したとき、この引込み部内にて2つのOリング25を使用してキャップ10の弾性的な織地を上方及び下方から保持する。
【0017】
図3A乃至図3Cに示すように、本発明の電極30は、中央孔32を備えた円板部分31を有する。電極30は、また導線取付部33を含む。導線取付部33は、円板部分31から外方へ伸長し、通路34を提供する。そのような通路34は、ドリル加工又は他の機構により作られ得る。ドリル加工の通路34は、導線13が通る開口を提供し、導線13上へ取付部33をかしめることにより導線が電極30へ取付けられる。
【0018】
典型的な組立ての順序において、O−リングが導線13上へはめられる。電極30は、電極ホルダー20の中央縦穴部分22へ挿入され、正しい位置を確実にするため隆起部分23上へ載置される。電極ホルダーは、弾性織物キャップの釦穴又はその他の開口を通り挿入され、織物上の1又は複数のO−リングを位置決めすることにより固定される。導線13は、通路34内へ置かれ、取付部33が導線上へかしめられる。
【0019】
本発明の好ましい電極の別の実施例が図4A乃至図4Fに示され、それらにおいて、典型的な椀形状の電極40が金属(例えば、Specialized Labratory Equipment, 232 Selsdon Rd. South Croydon Surrey, UK, PN:BO196/02により製造された金属)又は導電性プラスチック41(例えば、Plastics One, 6591 Merriman Rd., S.W., Roanoke, VA, PN:36562により製造されたもの)により構成され得る。典型的な金属電極において、中央孔43は、皮膚表面への電解質の注入を許すように存在する。加えて、縦穴部分44が設けられ電解質を電極表面に接触して保持する。典型的な導電性プラスチック電極41において、皮膚表面への電解質の注入を許すように、中央孔45が存在する。再び縦穴部分46が設けられ、電解質を電極表面に接触して保持する。電極40及び41の両方の形式は、本発明の電極ホルダー20内に容易に担持され得る。
【0020】
本発明の好ましい電極の別の実施例が図5A乃至図5Dに示され、それらにおいて、導電性プラスチック電極50(例えば、Select Engineering Inc., 260 Lunenburg St., Fitchburg, MA, PN:SRT-3001/LP/0.06により製造されたもの)及び炭素電極51(例えば、Select Engineering Inc., 260 Lunenburg St., Fitchburg, MA, PN:SRT-3001/CF/40により製造されたもの)が示される。両方の場合において、電極材料の非金属の性質は、電極をMRI(磁気共鳴画像法)環境に存在する誘引電流、並びにMRI装置内の人体の運動により生じるその他の生理学的人工産物に影響されないようにする。導電性プラスチック電極50上に導線取付手段52がある。導線取付手段52は、炭素導線13を導電性プラスチック電極50へ取付けるために導電性エポキシ(例えばEPO-TEK E2101)が使用される表面を提供する。炭素電極51上に縦穴部分53がある。縦穴部分53は、電解質を電極表面に接触して保持する。導線13は、電極取付点54で導電性エポキシの使用により炭素電極51へ取付けられる。導電性プラスチック電極50及び炭素電極51の両方は、本発明の電極ホルダー20内に担持される。
【0021】
本発明の好ましい電極の別の実施例が図6に示される。図6において、移植可能な深度電極集合体60(例えばAD-Tech mdical Instrument Corp., 1901 William St., Racine, WI, PN:SP-10Pにより製造されたもの)が使用される。この実施例の移植可能な深度電極集合体60は、10個の別個の電極61a−jを含む。電極61a−jの各々は、脳の異なる領域から信号を取得する。深度電極集合体60は、脳の多数の深度の領域から同時に電気信号を収集するように、患者の皮層に置かれ得る。深度電極集合体60は、本発明の電極ホルダー20内に担持されないが、導線ハーネス集合体14が深度電極集合体接続機構62へ直接的に連結する。
【0022】
本発明の好適電極の別の実施例が図7に示されている。そこでは、硬膜下皮質表面電極の集合体すなわち集合体70(1901 William St.,Racine,WI,PN:T−WS−20のAD―Tech 医療機器会社によって製造されたものなど)が用いられる。与えられた例においては、本実施例の硬膜下皮質表面電極集合体70は、20個の別個の電極71a−tを格子状パターンに配置している。各格子状パターンは脳の異なる領域からの信号を捕捉する。しかし、異なる数の電極を与えるその他の硬膜下皮質表面電極集合体も存在する。128までの別個の電極(図示せず)を有する格子が市場で容易に入手できるが、その他の数の電極も使用できる。硬膜下皮質表面電極集合体70は、集合体の電極によって形成された格子状パターンの下に横たわる脳の多数の領域からの信号を集めるように、患者の毛皮質に置かれる。硬膜下皮質表面電極集合体70は、本発明の電極ホルダ13には支持されずに、むしろ導線ワイヤハーネス集合体14が硬膜下皮質表面電極集合体接続装置72に直接に接続される。
【0023】
本発明の好適電極の別の実施例が図8に示されている。そこでは、硬膜下皮質表面電極集合体80(1901 William St.,Racine,WI,PN:T−WS−8のAD―Tech 医療機器会社によって製造されたものなど)が用いられる。本実施例の硬膜下皮質表面電極集合体80は、8個の別個の電極81a−hをストリップ状パターンに配置している。各ストリップ状パターンは脳の異なる領域からの信号を捕捉する。しかし、1から128までの別個の電極(図示せず)を与えるその他の硬膜下皮質表面電極集合体も、市場で容易に入手できる。硬膜下皮質表面電極集合体80は、集合体の電極によって形成されたストリップ状パターンの下に横たわる脳の多数の領域からの信号を集めるように、患者の毛皮質に置かれる。硬膜下皮質表面電極集合体80は、本発明の電極ホルダ13には支持されないが、しかし集合体接続装置82をかいして導線ワイヤハーネス集合体14に直接に接続される。
【0024】
動作において、組み立てられたクイックキャップ(Quik−Cap)が患者の頭部に乗せられ、次いで適切な実施例においては、各電極ホルダが導電性溶液で満たされる。クイックキャップ(Quik−Cap)が取り付けられる増幅器装置の入力特性によって決定される許容可能レベルまで皮膚電解液界面におけるインピーダンスを低下させるように、装着中に皮膚の多少の擦傷が要求されることがある。
【0025】
上述したように、MRIの環境において患者のデータの収集に関連した問題が解決されうる。
この記載においては、本発明の好適実施例のみが示されかつ記載されてきたが、上述したように、本発明は様々なその他の組合せおよび環境において使用でき、また、ここに現わされた本発明の考え方の範囲内で変更または修正が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 個別の導線が電極ホルダ内に保持された電極(図示せず)に取り付けられた、電極ホルダ及び導線ワイヤーハーネスアセンブリを示す、本発明の一例としての実施の形態の弾性的なキャップ及びあご紐部分の側面図である。
【図2】 2Aは、図1の電極ホルダの断面側面図である。
2Bは、図2Aの実施の形態の平面図である。
2Cは、図2Aの実施の形態の側面図である。
2Dは、電極ホルダを図1の弾性的キャップ部分に取り付けるために使用されるゴムOリングの平面図である。
【図3】 3Aは、図2Aの電極ホルダ内で保持された、一例としての電極の図3Bの線A−Aに沿った断面側面図である。
3Bは、図3Aの実施の形態の平面図である。
3Cは、図3Aの実施の形態の側面図である。
【図4】 4Aは、図2Aの一例としての電極ホルダ内で保持されたカップ形状電極の1つの代替的な実施の形態の斜視図的な平面図である。
4Bは、図2Aの一例としての電極ホルダ内で保持されたカップ形状電極の1つの代替的な実施の形態の斜視図的な底面図である。
4Cは、図4Aの電極の実施の形態の平面図である。
4Dは、図4Aの電極の実施の形態の側面図である。
4Eは、図2Aの電極ホルダ内で保持された導電性プラスチック製電極の実施の形態の代替的な実施の形態の断面図である。
4Fは、図4Eの電極の実施の形態の平面図である。
【図5】 5Aは、図2Aの電極ホルダ内で保持された導電性プラスチック製電極の実施の形態の代替的な実施の形態平面図である。
5Bは、図5Aの導電性プラスチック製電極の実施の形態の線B−Bに沿った断面図である。
5Cは、図2Aの電極ホルダ内で保持された炭素電極の実施の形態の代替的な実施の形態の平面図である。
5Dは、図5Cの炭素電極の実施の形態の線C−Cに沿った断面側面図である。
【図6】 本発明の炭素導線ワイヤーハーネスと共に使用される皮質深さ電極の実施の形態の代替的な実施の形態の平面図である。
【図7】 本発明の炭素導線ワイヤーハーネスと共に使用される皮質面格子電極の実施の形態の代替的な実施の形態の平面図である。
【図8】 本発明の炭素導線ワイヤーハーネスと共に使用される皮質ストリップ電極の実施の形態の代替的な実施の形態の平面図である。[0001]
[Cross-reference of related applications]
This application is hereby incorporated by reference in its entirety, and is hereby incorporated by reference into this provisional US
[0002]
FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to medical devices, and in particular, is impure from the brain and body without using preamplified electronics while placed in the harsh operating environment generated by a functional magnetic resonance imaging (fMRI) device. Not related to the technology to acquire electrical signals.
[0003]
[Background of related applications]
Conventional EEG, EOG, ECG, EMG, and other physiological signals are usually recorded using individually placed electrodes attached to the skull and body using an adhesive or cap-type device. Examples of these techniques include Sams et al. (US Pat. No. 4,085,739) or Gevins et al. (US Pat. No. 4,967,038 and US Pat. No. 5,038,782). Has been developed by. In these attachment methods, electrodes are attached to amplifiers that are used to acquire and record the associated electrical and physiological activity. These amplifier devices require a very low contact impedance with the skin and are very sensitive to emissions from other electrical devices such as MRI devices. In such an environment, the input stage of a conventional EEG, ECG, or EMG amplifier is affected by the extremely large electric and magnetic fields generated by the magnetic resonance imaging device to the extent that the amplifier can no longer operate properly. Easy to receive. In addition, these amplifier devices are almost always operated from an AC voltage source and therefore emit electromagnetic interference (EMI), which impairs anatomical and functional data acquired by the fMRI device. And compromise the integrity of these data.
[0004]
Previous attempts by Ives et al. (US Pat. No. 5,445,162) to collect EEG signals in an fMRI environment have been made by attaching individual electrodes to the skull and electrically in the bore of the imaging device. It utilizes a battery-operated analog preamplifier device in which dynamic activity is amplified. These signals are then converted to light energy by additional analog circuitry located near the patient. Depending on the harsh fMRI environment, these signals are placed outside the shielded room along with fiber optic cables outside the shielded room that protect the imaging device from unwanted interference and also collect data. And transmitted to a secondary amplifying device attached to the PC for processing. However, this optically coupled preamplifier device is expensive and large and difficult to operate. In addition, the AC coupling of this device is due to dimensional constraints inside the head coil (located in the imaging device) and due to the design that the digital circuit cannot be used due to broadcast interference from the internal clock circuit. The nature of the mold is susceptible to large artifacts due to the transitional signals generated during normal operation of the imaging device.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION
In accordance with the present invention, and to place the electrodes on the head and face acquiring an electrical signal, an elastic head cap for transmitting these electrical signals to an external amplifier device EEG electrodes used (hereinafter, quick referred to as a cap) By providing this positioning device, the above-mentioned problems of the prior art are solved. The quick cap provides an extensible elastic cap and chin strap portion that can easily accommodate a wide range of head size and shape differences. The quick cap provides a plurality of electrode holders designed to be filled with a conductive electrolyte. Further, the quick cap provides a wire harness assembly that can be configured with carbon or metal conductors and can be interconnected with any commercially available amplifier device.
[0006]
Some specific features and objects of the invention include the following.
The present invention quickly mounts a number of electrodes on the head and body that can acquire the signal within the fMRI apparatus and transmit it outside the shielded environment without any electronic amplification. Therefore, a low-cost apparatus is provided.
[0007]
Another object of the present invention is to limit the device's susceptibility to impure effects from the fMRI device, and to transmit signals outside the shielded fMRI environment to an amplifier attached to the PC for electrophysiological and The use of carbon wires attached to electrodes placed on the head and body to collect and process other physiologically correlated data.
[0008]
Another object of the present invention is to limit the device's sensitivity to physiological and electronically generated impure effects, each held within a flexible rubber electrode mount and connected to a carbon wire. Use a metal electrode made of tin, gold, silver-silver chloride, silver chloride powder combination or amalgam.
[0009]
Yet another object of the present invention is to further limit the susceptibility of the device to physiological and electronically generated impure effects to provide a carbon, carbonized plastic or conductive plastic connected to the carbon conductor. It is to use the electrode made.
[0010]
Yet another object of the present invention is to connect with carbon conductors to directly record signals from the brain or spinal cord while further limiting the device's susceptibility to physiological and electronically generated impure effects. Use a needle electrode, an implantable depth electrode or a cortical surface electrode.
[0011]
Yet another object of the present invention is to provide a mechanism for placing the electrode in the proper position on the skull, face, chest or body, thereby obtaining a single electrode or signal for acquiring signals from the eye, heart or muscle. It is to be able to use an electrode group.
[0012]
Yet another object of the present invention is to connect to signals from an external transducer device that is used to measure oxygen uptake, breathing, heart rate, impedance, movement, acceleration, force related signals or other signals. And allowing the use of a single conductor or group of conductors to transmit the signal.
[0013]
Yet another feature of the present invention is that the electrode holder and electrodes are placed on the head, face and body and are EEG, EOG, EMG, ECG and physiologically correlated from humans while in the magnetic resonance imaging device. To obtain other signals, it is necessary to provide separable elastic caps, chin straps and wire harness parts.
[0014]
The above and other features, aspects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings.
Objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following description.
[0015]
[Detailed Description of Preferred Embodiments]
As shown in FIG. 1, the fMRI compliant electrode placement apparatus of the present invention comprises an elastic
[0016]
As illustrated in FIGS. 2A-2D, the
[0017]
As shown in FIGS. 3A to 3C, the
[0018]
In a typical assembly sequence, an O-ring is fitted over the
[0019]
Another embodiment of a preferred electrode of the present invention is shown in FIGS. 4A-4F, in which a typical saddle-shaped
[0020]
Another embodiment of the preferred electrode of the present invention is shown in FIGS. 5A-5D, in which a conductive plastic electrode 50 (eg, Select Engineering Inc., 260 Lunenburg St., Fitchburg, MA, PN: SRT-3001). /LP/0.06) and carbon electrode 51 (eg, manufactured by Select Engineering Inc., 260 Lunenburg St., Fitchburg, MA, PN: SRT-3001 / CF / 40). In both cases, the non-metallic nature of the electrode material is such that the electrode is not affected by the induced currents present in the MRI (Magnetic Resonance Imaging) environment, as well as other physiological artifacts caused by the movement of the human body within the MRI apparatus. To. Conductive wire mounting means 52 is on the conductive
[0021]
Another embodiment of the preferred electrode of the present invention is shown in FIG. In FIG. 6, an implantable depth electrode assembly 60 (eg manufactured by AD-Technical Instrument Corp., 1901 William St., Racine, WI, PN: SP-10P) is used. The implantable
[0022]
Another embodiment of the preferred electrode of the present invention is shown in FIG. There, an assembly of subdural cortical surface electrodes, ie, assembly 70 (such as those manufactured by AD-Tech medical device company of 1901 William St., Racine, WI, PN: T-WS-20) is used. . In the example given, the subdural cortical
[0023]
Another embodiment of the preferred electrode of the present invention is shown in FIG. There, subdural cortical surface electrode assemblies 80 (such as those manufactured by AD-Tech medical device companies of 1901 William St., Racine, WI, PN: T-WS-8) are used. The subdural cortical
[0024]
In operation, an assembled quick cap (Quik-Cap) is placed on the patient's head, and in a suitable embodiment, each electrode holder is then filled with a conductive solution. Some abrasion of the skin may be required during wearing to reduce the impedance at the skin electrolyte interface to an acceptable level determined by the input characteristics of the amplifier device to which the quick cap (Quik-Cap) is attached. .
[0025]
As discussed above, problems associated with collecting patient data in an MRI environment can be solved.
In this description, only the preferred embodiments of the invention have been shown and described, but as mentioned above, the invention can be used in various other combinations and environments and the presently described book Changes or modifications are possible within the scope of the inventive concept.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 illustrates an exemplary embodiment of an elastic cap of the present invention showing an electrode holder and conductor wire harness assembly with individual conductors attached to electrodes (not shown) held within the electrode holder. It is a side view of a chin string part.
2A is a cross-sectional side view of the electrode holder of FIG.
2B is a plan view of the embodiment of FIG. 2A.
2C is a side view of the embodiment of FIG. 2A.
2D is a plan view of a rubber O-ring used to attach the electrode holder to the elastic cap portion of FIG.
3A is a cross-sectional side view taken along line AA of FIG. 3B of an exemplary electrode held in the electrode holder of FIG. 2A.
3B is a plan view of the embodiment of FIG. 3A.
3C is a side view of the embodiment of FIG. 3A.
4A is a perspective plan view of one alternative embodiment of a cup-shaped electrode held in the exemplary electrode holder of FIG. 2A. FIG.
4B is a perspective bottom view of one alternative embodiment of a cup-shaped electrode held in the example electrode holder of FIG. 2A.
4C is a plan view of the embodiment of the electrode of FIG. 4A.
4D is a side view of the embodiment of the electrode of FIG. 4A.
4E is a cross-sectional view of an alternative embodiment of an embodiment of a conductive plastic electrode held within the electrode holder of FIG. 2A.
4F is a plan view of the embodiment of the electrode of FIG. 4E.
5A is an alternative embodiment plan view of an embodiment of a conductive plastic electrode embodiment held within the electrode holder of FIG. 2A. FIG.
FIG. 5B is a cross-sectional view of the conductive plastic electrode embodiment of FIG. 5A taken along line BB.
FIG. 5C is a plan view of an alternative embodiment of the embodiment of the carbon electrode held in the electrode holder of FIG. 2A.
5D is a cross-sectional side view taken along line CC of the embodiment of the carbon electrode of FIG. 5C.
FIG. 6 is a plan view of an alternative embodiment of an embodiment of a cortical depth electrode used with the carbon lead wire harness of the present invention.
FIG. 7 is a plan view of an alternative embodiment of a cortical surface grid electrode embodiment for use with the carbon wire harness of the present invention.
FIG. 8 is a plan view of an alternative embodiment of an embodiment of a cortical strip electrode used with the carbon conductor wire harness of the present invention.
Claims (11)
非強磁性材料から造られた複数の電極と、
非強磁性材料から造られていて前記電極に連結された複数の電極導線であって、前記電極導線は前記電極導線がコイル状にならない程度に可撓性の巻きつけ材料で巻きつけられている、前記電極導線と、
を備えた、装置。During operation of the magnetic resonance imaging apparatus, physiological electrical signals are collected in an environment where the magnetic resonance imaging apparatus is shielded from the outside, and the physiological electrical signals are transmitted outside the shielded environment without being amplified. A device that performs
A plurality of electrodes made of a non-ferromagnetic material;
A plurality of electrodes wires connected to the electrodes are made from non-ferromagnetic material, the electrode guide wire the electrode wire is wound in the winding material flexible enough not coiled The electrode conductor;
Equipped with the device.
複数の電極と、
前記電極に連結された複数の増幅しない電極導線であって、前記電極導線は前記電極導線がコイル状にならない程度に可撓性の巻きつけ材料で巻きつけられ、銀、スズ、金、炭素、白金、イリジウム、ティンセル、ステンレス鋼、Ag/AgClのアマルガム、又は電気伝導性プラスチック、炭化プラスチックもしくは炭素ファイバの組合せ材料からなる一群から選択された材料で製造される前記電極導線と、
を備え、それにより、磁気共鳴画像データに干渉することがないようにされた、装置。During operation of the magnetic resonance imaging apparatus, physiological electrical signals are collected in an environment where the magnetic resonance imaging apparatus is shielded from the outside, and the physiological electrical signals are transmitted outside the shielded environment without being amplified. A device that performs
A plurality of electrodes;
An electrode lead wire which is not more amplified coupled to the electrode, the electrode guide wire the electrode wire is wound in the winding material flexible enough not coiled, silver, tin, gold, carbon Said electrode wire made of a material selected from the group consisting of platinum, iridium, tinsel, stainless steel, Ag / AgCl amalgam, or a combination of electrically conductive plastic, carbonized plastic or carbon fiber;
An apparatus, so as not to interfere with the magnetic resonance image data.
可撓性の被覆材料で適所に保持されている複数の電極と、
非強磁性材料から造られていて前記電極に連結された複数の電極導線であって、前記電極導線は前記電極導線がコイル状にならない程度に可撓性の巻きつけ材料で巻きつけられている、前記電極導線と、
を備えた、装置。While the functional magnetic resonance imaging apparatus or the magnetic brain imaging apparatus is operating, the physiological electrical signals are collected in an environment in which the magnetic resonance imaging apparatus is shielded from the outside, and the physiological electrical signals are amplified. A device for transmitting outside the shielded environment without
A plurality of electrodes held in place by a flexible coating material;
A plurality of electrodes wires connected to the electrodes are made from non-ferromagnetic material, the electrode guide wire the electrode wire is wound in the winding material flexible enough not coiled The electrode conductor;
Equipped with the device.
前記遮蔽された環境内に配置された人体と皮膚接触させた状態で複数の電極を配置するステップと、
電極導線の一端部に前記電極を連結するステップと、
前記電極導線の第2の端部を、前記遮蔽された環境の外側に配置された増幅装置に連結するステップと、
前記電極導線がコイル状にならない程度に可撓性の巻き付け材料を前記電極導線に巻きつけるステップと、を備えている、方法。Electrical data of the functional magnetic resonance imaging apparatus is collected in an environment where the functional magnetic resonance imaging apparatus is shielded from the outside during operation of the functional magnetic resonance imaging apparatus without interfering with the magnetic resonance imaging data. A method of transmitting the electrical data outside the shielded environment without amplification ;
Placing a plurality of electrodes in skin contact with a human body placed in the shielded environment;
Connecting the electrode to one end of an electrode lead ;
Coupling a second end of the electrode conductor to an amplifying device disposed outside the shielded environment;
Winding a flexible wrapping material around the electrode conductor to such an extent that the electrode conductor is not coiled .
非強磁性材料から造られた複数の電極を設けることと、
前記電極を非強磁性材料から造られた電極導線に連結することと、
前記電極導線がコイル状にならない程度に可撓性の巻きつけ材料を前記電極導線に巻きつけることと、
を備えている、方法。 Collecting electrophysiological data of the functional magnetic resonance imaging device in an environment shielded from the outside during operation of the functional magnetic resonance imaging device without interfering with the magnetic resonance imaging data And transmitting the electrophysiological data outside the shielded environment without amplification, comprising :
Providing a plurality of electrodes made of a non-ferromagnetic material;
Coupling the electrode to an electrode lead made from a non-ferromagnetic material;
And said electrode wire is wound a wound flexible material but this is not coiled on the electrode lead,
A method.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10791898P | 1998-11-10 | 1998-11-10 | |
US60/107,918 | 1998-11-10 | ||
PCT/US1999/026459 WO2000027279A1 (en) | 1998-11-10 | 1999-11-10 | fMRI COMPATIBLE ELECTRODE AND ELECTRODE PLACEMENT TECHNIQUES |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002529132A JP2002529132A (en) | 2002-09-10 |
JP2002529132A5 JP2002529132A5 (en) | 2006-08-03 |
JP4805456B2 true JP4805456B2 (en) | 2011-11-02 |
Family
ID=22319159
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000580517A Expired - Lifetime JP4805456B2 (en) | 1998-11-10 | 1999-11-10 | Electrode and electrode arrangement method suitable for functional magnetic resonance imaging apparatus |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1128764A4 (en) |
JP (1) | JP4805456B2 (en) |
AU (1) | AU1613400A (en) |
CA (1) | CA2354549C (en) |
WO (1) | WO2000027279A1 (en) |
Families Citing this family (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2370776B (en) * | 2000-09-13 | 2004-10-13 | Neoventa Medical Ab | Fetal scalp electrode |
DE60128556D1 (en) * | 2001-07-06 | 2007-07-05 | Max Planck Gesellschaft | Apparatus and method for current measurement |
FI119172B (en) | 2003-11-18 | 2008-08-29 | Nexstim Oy | Electrode construction for measuring electrical responses from a human body |
US8989840B2 (en) | 2004-03-30 | 2015-03-24 | Medtronic, Inc. | Lead electrode for use in an MRI-safe implantable medical device |
US7844344B2 (en) | 2004-03-30 | 2010-11-30 | Medtronic, Inc. | MRI-safe implantable lead |
US9155877B2 (en) | 2004-03-30 | 2015-10-13 | Medtronic, Inc. | Lead electrode for use in an MRI-safe implantable medical device |
US8014867B2 (en) | 2004-12-17 | 2011-09-06 | Cardiac Pacemakers, Inc. | MRI operation modes for implantable medical devices |
US8280526B2 (en) | 2005-02-01 | 2012-10-02 | Medtronic, Inc. | Extensible implantable medical lead |
US8825180B2 (en) | 2005-03-31 | 2014-09-02 | Medtronic, Inc. | Medical electrical lead with co-radial multi-conductor coil |
US9044593B2 (en) | 2007-02-14 | 2015-06-02 | Medtronic, Inc. | Discontinuous conductive filler polymer-matrix composites for electromagnetic shielding |
US10537730B2 (en) | 2007-02-14 | 2020-01-21 | Medtronic, Inc. | Continuous conductive materials for electromagnetic shielding |
US8483842B2 (en) | 2007-04-25 | 2013-07-09 | Medtronic, Inc. | Lead or lead extension having a conductive body and conductive body contact |
US8032228B2 (en) | 2007-12-06 | 2011-10-04 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Method and apparatus for disconnecting the tip electrode during MRI |
US8086321B2 (en) | 2007-12-06 | 2011-12-27 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Selectively connecting the tip electrode during therapy for MRI shielding |
US8311637B2 (en) | 2008-02-11 | 2012-11-13 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Magnetic core flux canceling of ferrites in MRI |
US8160717B2 (en) | 2008-02-19 | 2012-04-17 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Model reference identification and cancellation of magnetically-induced voltages in a gradient magnetic field |
US9037263B2 (en) | 2008-03-12 | 2015-05-19 | Medtronic, Inc. | System and method for implantable medical device lead shielding |
US20110208084A1 (en) * | 2008-09-09 | 2011-08-25 | Fernando Seoane Martinez | Method and apparatus for brain damage detection |
US8571661B2 (en) | 2008-10-02 | 2013-10-29 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Implantable medical device responsive to MRI induced capture threshold changes |
EP2398553B1 (en) | 2009-02-19 | 2015-07-22 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Systems for providing arrhythmia therapy in mri environments |
JP5306886B2 (en) * | 2009-04-14 | 2013-10-02 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 | Bioelectric signal measuring sensor and manufacturing method thereof |
EP2429630B1 (en) | 2009-04-30 | 2017-10-25 | Medtronic, Inc | A shielded implantable medical lead with reduced torsional stiffness |
JP5558583B2 (en) | 2009-12-08 | 2014-07-23 | カーディアック ペースメイカーズ, インコーポレイテッド | Implantable medical device including automatic tachycardia detection and control in an MRI environment |
EP2561806B1 (en) * | 2010-04-21 | 2019-06-12 | Tohoku University | Electroencephalogram electrode unit for small animals and measurement system using same |
US9463317B2 (en) | 2012-04-19 | 2016-10-11 | Medtronic, Inc. | Paired medical lead bodies with braided conductive shields having different physical parameter values |
CN102727194B (en) * | 2012-05-04 | 2014-01-22 | 燕山大学 | Electroencephalogram electrode space positioning system and positioning method |
US9993638B2 (en) | 2013-12-14 | 2018-06-12 | Medtronic, Inc. | Devices, systems and methods to reduce coupling of a shield and a conductor within an implantable medical lead |
JPWO2015170662A1 (en) * | 2014-05-09 | 2017-04-20 | アルプス電気株式会社 | Human body characteristic detection apparatus and glasses-type electronic device |
EP3171931B1 (en) | 2014-07-23 | 2021-11-10 | Medtronic, Inc. | Methods of shielding implantable medical leads and implantable medical lead extensions |
EP3191175B1 (en) | 2014-07-24 | 2022-03-02 | Medtronic, Inc. | Apparatus for shielding implantable medical leads and lead extensions |
CN107495964A (en) * | 2017-09-15 | 2017-12-22 | 西安富德医疗电子有限公司 | Disposable medical spiral pin electrode |
KR102124430B1 (en) * | 2018-07-16 | 2020-06-18 | 고려대학교 산학협력단 | Method for selecting optimized eeg electrodes based on brain machine interfaces and recording medium for performing the method |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3993048A (en) * | 1972-09-08 | 1976-11-23 | Biomedical International Company | Biomedical electrode |
US4936306A (en) * | 1985-02-15 | 1990-06-26 | Doty James R | Device and method for monitoring evoked potentials and electroencephalograms |
AT398274B (en) * | 1990-03-22 | 1994-11-25 | Buertlmair Hermann | ELECTRODE FOR ELECTRICAL MEASURING DEVICES AND THE LIKE |
US5044368A (en) * | 1990-04-23 | 1991-09-03 | Ad-Tech Medical Instrument Corporation | Diagnostic electrode for use with magnetic resonance imaging |
US5217010A (en) * | 1991-05-28 | 1993-06-08 | The Johns Hopkins University | Ecg amplifier and cardiac pacemaker for use during magnetic resonance imaging |
AU667199B2 (en) * | 1991-11-08 | 1996-03-14 | Physiometrix, Inc. | EEG headpiece with disposable electrodes and apparatus and system and method for use therewith |
US5445162A (en) * | 1993-08-27 | 1995-08-29 | Beth Israel Hospital Association | Apparatus and method for recording an electroencephalogram during magnetic resonance imaging |
US5411545A (en) * | 1994-03-14 | 1995-05-02 | Medtronic, Inc. | Medical electrical lead |
JP3227593B2 (en) * | 1994-09-22 | 2001-11-12 | 日本光電工業株式会社 | Multi sensor |
US5779651A (en) * | 1997-02-07 | 1998-07-14 | Bio Syntech | Medical apparatus for the diagnosis of cartilage degeneration via spatial mapping of compression-induced electrical potentials |
-
1999
- 1999-11-10 CA CA2354549A patent/CA2354549C/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-11-10 EP EP99958852A patent/EP1128764A4/en not_active Ceased
- 1999-11-10 WO PCT/US1999/026459 patent/WO2000027279A1/en active Application Filing
- 1999-11-10 AU AU16134/00A patent/AU1613400A/en not_active Abandoned
- 1999-11-10 JP JP2000580517A patent/JP4805456B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU1613400A (en) | 2000-05-29 |
EP1128764A1 (en) | 2001-09-05 |
CA2354549A1 (en) | 2000-05-18 |
JP2002529132A (en) | 2002-09-10 |
CA2354549C (en) | 2013-01-08 |
EP1128764A4 (en) | 2003-06-04 |
WO2000027279A1 (en) | 2000-05-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4805456B2 (en) | Electrode and electrode arrangement method suitable for functional magnetic resonance imaging apparatus | |
US6708051B1 (en) | FMRI compatible electrode and electrode placement techniques | |
Usakli | Improvement of EEG signal acquisition: An electrical aspect for state of the art of front end | |
US20180242916A1 (en) | Electroencephalogram monitoring system and method of use of the same | |
US10881318B2 (en) | EEG net with transmission capabilities | |
Collura | History and evolution of electroencephalographic instruments and techniques | |
US20060149139A1 (en) | Apparatus and method for ascertaining and recording electrophysiological signals | |
US20100059274A1 (en) | Electrode system and lead assembly for physiological monitoring | |
US20020188216A1 (en) | Head mounted medical device | |
US20060015028A1 (en) | EMG Electrode apparatus and positioning system | |
US20050215916A1 (en) | Active, multiplexed digital electrodes for EEG, ECG and EMG applications | |
JP4932914B2 (en) | Induction current measurement system and method | |
CN211213132U (en) | Full head type magnetoencephalogram device | |
US4503860A (en) | Electroencephalography electrode assembly | |
US9775531B2 (en) | Sensor device, processing device, and measurement system for acquiring a biopotential | |
KR101987536B1 (en) | Apparatus for measuring electroencephalogram and method for measuring electroencephalogram using the same | |
US20050113666A1 (en) | Electroencephalograph sensor for use with magnetic resonance imaging and methods using such arrangements | |
JP2023082199A (en) | Portable device and method | |
US20090326387A1 (en) | Electrocardiogram and Respiration Monitoring in Animals | |
KR101246183B1 (en) | Band type sensor-set and operating method of the same | |
CN105997061B (en) | Bioelectric signal acquisition device | |
US6052609A (en) | Electrophysiological device | |
JPH052163Y2 (en) | ||
Parker et al. | Acquisition of electrophysiologic signals during magnetic resonance imaging | |
WO2017060560A1 (en) | Arrangement for carrying out electrode measurements |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060608 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060608 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090421 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20090721 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20090728 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090806 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090831 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091120 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091217 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20100407 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20110425 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20110428 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20110525 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20110530 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110614 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110811 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4805456 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140819 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |