JP5854606B2 - Ｍｒ互換医療モニタリングに対する締め具不在のエッジランチコネクタ - Google Patents

Description

本出願は、診断分野に関する。本出願は、磁気共鳴環境における心電図（ＥＫＧ又はＥＣＧ）モニタの有用性を増大させることに特定の応用を見つけ、それを特に参照して記載される。しかしながら、本出願が、Ｘ線及びＣＴ互換器具、ＥＥＧ器具、並びに静電放電、除細動器放電又はＲＦ放出のような大きな過渡現象に対する低い感受性が必要とされる全ての状況に適用可能であるが、必ずしも前述の応用に限定されないと理解されるべきである。

磁気共鳴環境において処置を受ける患者のＥＣＧモニタリングは、干渉源に対処する重大な課題を示す。フィルタリングは、前記患者の生ＥＣＧ信号からＭＲＩのＲＦエネルギを取り除くのに使用され、これにより前記生ＥＣＧ信号が、医師にとって有用なＥＣＧ波形に再構成されることができる。前記患者とセンサ（ＥＣＧリード線）との間の導電性パスの物理的及び電気的特性は、ＭＲ互換性のあるセンサに特化される。鋭い角、鋭角及び９０°の角度、並びに材料の変更は、回路を電磁的干渉侵入に対してより弱くし、放出を悪化させることができる。ワイヤは、典型的には、ＥＣＧコネクタブロックからプリント回路基板への接続を作成するように追加される。追加の配線は、前記回路を複雑にし、潜在的に機能しなくなる可能性がある余計なはんだ接合を作成する。

装置は、時折、ＲＦ応用、製造時のばらつきに対して高い感度を持つ応用、又は高い信号対雑音比が必要とされる場合に対してエッジランチ（edge launch）スキームを使用する。典型的には、ＲＦコネクタは、スルーホール（thru-hole）アセンブリ又は他の従来のコネクタ取り付けスキームを容易化するように前記導電性パスに１以上の直角を組み込む。これらの直角ターンは、接続のインダクタンスを増大させ、ＲＦ場によるＥＣＧ信号との干渉の可能性を増大させる。

また、エッジランチスキームを使用する装置は、典型的には、何らかのタイプのねじ金属締め具（threaded metallic fastner）を使用して前記接続ブロックを前記ＰＣＢに取り付ける。ねじ金属締め具は、非磁性の場合でさえも、磁場内で使用される前記装置の性能に影響を与える。金属又は非金属であろうと、前記コネクタのアセンブリを複雑にする。

本出願は、上で参照された及び他の問題を克服する新しい改良されたエッジランチコネクタを提供する。

一態様によると、磁気共鳴システムが提供される。主磁石は、検査領域において実質的に一様な主磁場を発生する。傾斜磁場コイルアセンブリは、前記検査領域内の前記主磁場に傾斜磁場をかけ、前記主磁場を空間的に符号化する。ＲＦアセンブリは、前記検査領域内の対象の選択された双極子において磁気共鳴を誘導し、前記磁気共鳴を受信する。モニタは、前記検査領域内のセンサから生じる信号を解析する。前記モニタは、センサリード線と前記モニタ内のプリント回路基板との間のインタフェースを提供するコネクタを含む。前記コネクタの電気コネクタピンは、前記回路基板のエッジにおいて前記回路基板のはんだパッドと結合する。

他の態様によると、磁場内の対象をモニタリングする方法が提供される。主磁場は、磁気共鳴撮像装置の主磁石を用いて発生される。傾斜磁場は、傾斜磁場コイルシステムを用いて前記検査領域に加えられる。ＲＦパルスは、ＲＦアセンブリを用いて前記検査領域に加えられる。前記対象の生理の少なくとも１つのパラメータは、前記対象に取り付けられたセンサを用いてモニタリングされる。情報は、コネクタを介してモニタとインタフェースするリード線上で前記センサから前記モニタに通信される。前記コネクタは、前記モニタの回路基板のはんだ接点と接線方向にインタフェースするコネクタピンを含む。

他の態様によると、心電図モニタが提供される。少なくとも１つのプリント回路基板は、前記モニタの動作電子素子を持っている。コネクタは、外部センサリードを前記回路基板に接続する。前記コネクタは、はんだパッドにおいて前記回路基板のエッジを接線方向に係合するコネクタピンを含む。

１つの利点は、大きな外部過渡現象に対する増大された耐性にある。

他の利点は、電磁的干渉に対する増大された抵抗にある。

他の利点は、プリント回路基板に対するリードワイヤのよりロバストな接続にある。

他の利点は、減少された回路の複雑さにある。

他の利点は、前記回路基板に対するリードコネクタからの接続ワイヤの除去にある。

他の利点は、ねじ及び／又は金属締め具の欠如がある。

他の利点は、製造コストを減少する単純化されたフィルタを使用する能力にある。

他の利点は、前記回路基板に対する前記コネクタの不正確な接続が防止されることにある。

本発明の更に他の利点は、以下の詳細な説明を読み、理解すると当業者に理解されるだろう。

本発明は、様々なコンポーネント及びコンポーネントの構成、並びに様々なステップ及びステップの構成の形を取ることができる。図面は、好適な実施例を説明する目的のみのものであり、本発明を限定すると解釈されるべきでない。

ＭＲ互換ＥＣＧモニタを持つ磁気共鳴イメージャの概略図である。 リードワイヤコネクタ及びプリント回路基板の拡大図である。 プリント回路基板に接続された図２のリードワイヤコネクタを示す。 回路基板の下から見たプリント回路基板に接続されたリードワイヤコネクタを示す。 コネクタの正面図である。

図１を参照すると、磁気共鳴スキャナ１０が描かれている。磁気共鳴スキャナ１０は、ソレノイド主磁石アセンブリ１２を含むクローズドボアシステムとして示されるが、オープン又は他の磁石構成も考えられる。主磁石アセンブリ１２は、撮像領域の水平軸に沿って方向づけられた実質的に一定の主磁場を生成する。垂直のような他の磁石構成、及び他の構成も考えられると理解されるべきである。ボア型システム内の主磁石１２は、０．５Ｔないし７．０Ｔ又はそれ以上の磁場強度を持つことができる。５ガウスラインは、典型的には、より低い磁場強度において近く、高い磁場強度において遠いが、シールディング及び構成のような他の要因で変化することもできる。

傾斜磁場コイルアセンブリ１４は、前記主磁場を空間的に符号化するために前記撮像領域において磁場傾斜を生成する。好ましくは、磁場傾斜コイルアセンブリ１４は、３つの直交する方向、典型的には長手又はｚ方向、横断又はｘ方向、及び垂直又はｙ方向に磁場傾斜パルスを生成するコイルセグメントを含む。

ＲＦコイルアセンブリ１６は、前記対象の双極子において共鳴を励起するＲＦパルスを発生する。図１に描かれたＲＦコイルアセンブリ１６は、全身バードケージ型コイルである。ＲＦコイルアセンブリ１６は、前記撮像領域から生じる共鳴信号を検出するのにも役立つ。ＲＦコイルアセンブリ１６は、前記撮像領域全体を撮像する送信／受信コイルであるが、しかしながら、局所送信／受信コイル又は局所受信専用コイルも考えられる。

傾斜磁場パルス増幅器１８は、制御された電流を磁場傾斜アセンブリ１４に送り、選択された磁場傾斜を生成する。ＲＦ送信器２０は、好ましくはデジタルであり、ＲＦパルス又はパルスパケットをＲＦコイルアセンブリ１６に加え、選択された共鳴を励起する。ＲＦ受信器２２は、コイルアセンブリ１６又は別個の受信コイルに結合され、誘導された共鳴信号を受信及び復調する。

対象の共鳴撮像データを取得するために、前記対象は、前記撮像領域の中に配置される。シーケンスコントローラ２４は、傾斜磁場増幅器１８及びＲＦ送信器２０と通信し、関心領域の光学的操作を補う。シーケンスコントローラ２４は、例えば、選択された繰り返しエコー定常状態、若しくは他の共鳴シーケンスを生成するか、このような共鳴を空間的に符号化するか、共鳴を選択的に操作する若しくは壊すか、又は別な方法で前記対象の選択された磁気共鳴信号特性を発生する。前記発生された共鳴信号は、ＲＦコイルアセンブリ１６又は局所コイル（図示されない）により検出され、ＲＦ受信器２２に通信され、復調され、ｋ空間メモリ２６に記憶される。前記撮像データは、再構成プロセッサ２８により再構成され、画像メモリ３０に記憶される１以上の画像表現を生成する。１つの適切な実施例において、再構成プロセッサ２８は、逆フーリエ変換再構成を実行する。

結果として生じる画像表現は、ビデオプロセッサ３２により処理され、人間読み取り可能ディスプレイを備えたユーザインタフェース３４上に表示される。インタフェース３４は、好ましくはパーソナルコンピュータ又はワークステーションである。ビデオ画像を生成するよりむしろ、前記画像表現は、プリンタドライバにより処理され、プリントされ、コンピュータネットワーク又はインターネット上で送信されることなどができる。好ましくは、ユーザインタフェース３４は、放射線技師又は他のオペレータがシーケンスコントローラと通信し、磁気共鳴撮像シーケンスを選択し、撮像シーケンスを修正し、撮像シーケンスを実行することなども可能にする。

心電図（ＥＣＧ又はＥＫＧ）モニタ４０も、ＭＲ一式の中に存在する。前記ＥＣＧモニタは、患者の胸部、側部、背部及び脚部上の特徴的ピックアップ点に配置された電極４２から電気的読み出しを受信する。電気信号は、一連のリード線４４上で送信される。リード線４４は、集められ、プラグ４６で末端処理され、プラグ４６は、モニタ４０のコネクタ５０に差し込むことができる。コネクタ５０は、以下に記載されるようにモニタ４０のプリント回路基板５２に電子的に及び物理的に接続される。代替的には、電極４２は、モニタ４０に無線でデータを通信する能力を持つことができる。この場合、プラグ４６は、送信器モジュール回路基板、例えばＲＦ、光学又は同等の送信器のコネクタ５０に接続する。適切な受信器は、ＥＣＧモニタ４０に接続される。このようなＲＦ送信器は、ＲＦ信号との干渉を避けるために、ＲＦアセンブリ１６の動作範囲の外側の周波数範囲で動作する。ユーザは、要望通りにモニタ４０からＥＣＧ読み出し又はプリントアウトを要求することができる。加えて、前記ＥＣＧモニタは、心ゲート画像等を再構成するために再構成プロセッサ２８と通信してもよい。

ここで図２、３及び４を参照すると、コネクタ５０及びどのようにコネクタ５０がＰＣＢ５２とインタフェースするかが、より詳細に説明される。電気コネクタピン５４は、それぞれのはんだパッド５６に接する。上側タブ５８、６０及び下側タブ６２、６４は、コネクタ５０をＰＣＢ５２に対する垂直な次元に対して位置調整するのを助け、後者は、コネクタ５０をＰＣＢ５２に対して固定するのを助ける。上側タブ５８、６０と下側タブ６２、６４との間の垂直距離（図５において矢印により示される）は、実質的にＰＣＢ５２の幅である。したがって、タブ５８、６０、６２、６４は、ぴったりとＰＣＢ５２を摩擦で把持（grip）し、一度コネクタ５０が図３に描かれるようにＰＣＢ５２に取り付けられると垂直移動及びＰＣＢ５２に対するコネクタ５０の傾き（canting）を防ぐ。タブ５８、６０、６２、６４の水平長さは、回路コンポーネントのために利用可能なＰＣＢ５２上のかなりの空間を犠牲にすることなしにＰＣＢ５２に対するコネクタ５０の縦揺れ（pitching）を防ぐように選択される。コネクタ５０の縦揺れに加えて、タブ５８、６０、６２、６４は、コネクタ５０がＰＣＢ５２に対して回転することを防ぐ。ともに動作して、タブ５８、６０、６２、６４は、ＰＣＢ５２に対するコネクタ５０の移動の３つの自由度、特に垂直の動き、縦揺れ及び回転をロックする。

タブ５８の下側に配置されるのは、タブ拡張部６６である。図示された実施例において、前記タブ拡張部は、図５において矢印により示される前記回路基板の幅と同じである垂直高さを持つ。タブ拡張部６６は、ＰＣＢ５２に対する横断方向においてコネクタ５０を位置調整するのに役立つ。タブ拡張部６６は、ＰＣＢ５２内のノッチ６８内にフィットする。タブ拡張部６６は、ＰＣＢ５２の面内に位置する。コネクタ５０が横断方向及び垂直方向の両方においてＰＣＢ５２に対して位置調整される場合のみに、タブ拡張部６６は、ノッチ６８内にフィットする。コネクタ５０が、垂直方向に位置調整されない場合、ＰＣＢ５２は、タブ５８、６０、６２、６４の間を通らず、タブ拡張部６６がノッチ６８に到達することを防ぐ。タブ拡張部６６が、成功裏にノッチ６８と結合する場合、ピン５４は、図３に示されるように、はんだパッド５６とロバストに接する。また、タブ拡張部６６がノッチ６８と結合される場合、コネクタ６０は、ＰＣＢ５２のエッジに沿って平行移動することを防がれる。タブ拡張部６６及びノッチ６８は、動きの第４の自由度をロックする。

動きの最後の２つの自由度、すなわち、ＰＣＢ５２から離れる平行移動及びＰＣＢ５２に対するコネクタ５０の偏揺れ（yawing）は、スナップフック７０の対によりロックされる。各スナップフック７０は、ＰＣＢ５２内のそれぞれのスナップロック７２内にフィットする。スナップフック７０は、コネクタ５０が垂直に位置調整される場合にのみスナップロック７２と結合し始めることができる。さもなければ、タブ５８、６０、６２、６４は、スナップフック７０がスナップロック７２と結合し始めることを防ぐ。スナップフック７０は、タブ拡張部６６がノッチ６８と結合される場合のみに、スナップロック７２と完全に結合し、したがって、正しい位置で結合することができる。代替的には、スナップフック７０は、図示されるようにＰＣＢ５２に対して垂直にではなく、ＰＣＢ５２の面内にあることができる。スナップロック７２は、適応するために向きを変える。スナップフック７０が正しい位置でロックする場合、コネクタ５０の動きの６つ全ての自由度がロックされる。ピン５４は、はんだ付けされるか、又は別な方法ではんだパッド５６に電気的に接続される。

接続ピン５４は、はんだパッド５６に対して平行に位置調整されるので、９０°の角度が導電性パスから除去され、回路を電磁的干渉侵入に対して強くする。タブ５８及びタブ拡張部６６は、前記コネクタを逆さまに設置することを防ぐためにスナップフック７０の間の中心から外して意図的に配置される。したがって、ＰＣＢ５２に対するコネクタ５０の向きが正しくない限り、スナップフック７０をスナップロック７２に及びタブ拡張部６６をノッチ６８に両方とも合わせることは不可能である。アセンブラが、コネクタ５０を逆さまに取り付けようと試みる場合、タブ拡張部６６は、ノッチ６８と結合しない。

コネクタ５０は、フランジ７４をも含み、コネクタ５０からのプラグ４６の取り外し／挿入、不注意な落下及び振動のような機械的ストレッサからはんだ接続を防護するためにモニタ４０の外部ハウジングがフランジ７４上にシーリングされることができる。

本発明は、好適な実施例を参照して記載されている。修正例及び代替例は、先行する詳細な説明を読み、理解すると他者が思いつきうる。本発明は、添付の請求項及び同等物の範囲内に入る限り、全てのこのような修正例及び代替例を含むと解釈されると意図される。

Claims (8)

1. 磁気共鳴システムにおいて、前記磁気共鳴システムが、
   検査領域において実質的に一様な主磁場を発生する主磁石と、
   前記検査領域内の前記主磁場に傾斜磁場をかけ、前記主磁場を空間的に符号化する傾斜磁場コイルアセンブリと、
   前記検査領域内の対象の選択された双極子において磁気共鳴を誘導し、前記磁気共鳴を受信するＲＦアセンブリと、
   前記検査領域内のセンサから生じる信号を解析するモニタであって、前記モニタが、センサリード線と前記モニタ内のプリント回路基板との間のインタフェースを提供するコネクタを含み、前記コネクタの電気コネクタピンが、前記回路基板のはんだパッドと平行であり、前記回路基板のエッジにおいて前記はんだパッドと結合する、前記モニタと、
   を有し、前記コネクタが、
   前記回路基板の上面及び下面と係合し、前記回路基板に対する前記コネクタの垂直移動、縦揺れ及び回転を防止する上側タブ及び下側タブと、
   前記回路基板内のスナップロックと係合し、前記コネクタ及び前記回路基板の分離を防止し、前記回路基板に対する前記コネクタの偏揺れを防止する第１及び第２のスナップフックと、
   前記回路基板内のノッチと係合し、前記回路基板のエッジに沿った前記コネクタの横断方向の移動を防止する前記タブの１つからのタブ拡張部であって、前記タブ拡張部が前記ノッチと係合しない限り前記スナップフックが前記スナップロックと係合することができないような前記スナップフックの間のオフセットである前記タブ拡張部と、
   を含む、磁気共鳴システム。
2. 前記モニタが心電図モニタである、請求項１に記載の磁気共鳴システム。
3. 第１の上側タブが、前記コネクタのエッジに対して中心から外れている、請求項１に記載の磁気共鳴システム。
4. 前記コネクタが、
   横断方向位置調整を提供し、前記回路基板に対する前記コネクタの横断方向の移動を防止するように前記回路基板内のノッチと係合するタブ、
   を更に含む、請求項１に記載の磁気共鳴システム。
5. 磁場内の対象をモニタリングする方法において、前記方法が、
   磁気共鳴撮像装置の主磁石を用いて主磁場を発生するステップと、
   傾斜磁場コイルシステムを用いて前記検査領域に傾斜磁場を加えるステップと、
   ＲＦアセンブリを用いて前記検査領域にＲＦパルスを加えるステップと、
   前記対象に取り付けられたセンサを用いて前記対象の生理の少なくとも１つのパラメータをモニタリングするステップと、
   コネクタを介してモニタとインタフェースするリード線上で前記センサから前記モニタに情報を通信するステップであって、前記コネクタが、前記モニタの回路基板のはんだ接点と平行であり、前記はんだ接点と摩擦係合するコネクタピンを持つ、前記通信するステップと、
   を有し、前記コネクタが、
   前記回路基板の上面及び下面と係合し、前記回路基板に対する前記コネクタの垂直移動、縦揺れ及び回転を防止する上側タブ及び下側タブと、
   前記回路基板内のスナップロックと係合し、前記コネクタ及び前記回路基板の分離を防止し、前記回路基板に対する前記コネクタの偏揺れを防止する第１及び第２のスナップフックと、
   前記回路基板内のノッチと係合し、前記回路基板のエッジに沿った前記コネクタの横断方向の移動を防止する前記タブの１つからのタブ拡張部であって、前記タブ拡張部が前記ノッチと係合しない限り前記スナップフックが前記スナップロックと係合することができないような前記スナップフックの間のオフセットである前記タブ拡張部と、
   を含む、方法。
6. 前記モニタリングするステップが、
   前記対象上に電極を配置するステップと、
   リード線セットを前記電極に接続するステップと、
   前記リード線セットを前記コネクタに差し込むステップと、
   前記対象の心臓をモニタリングするステップと、
   を含む、請求項５に記載の方法。
7. 検査領域において実質的に一様な主磁場を発生する主磁石と、
   前記検査領域内の前記主磁場に傾斜磁場を加える傾斜磁場コイルアセンブリと、
   前記検査領域内の対象の選択された双極子において磁気共鳴を誘導し、前記磁気共鳴を受信するＲＦアセンブリと、
   ＥＣＧモニタであって、前記ＥＣＧモニタが、プリント回路基板上の電気回路及びＥＣＧ電極リード線を受けるコネクタを含み、前記コネクタが、
   前記プリント回路基板の上面と係合する上側タブと、
   前記プリント回路基板の下面と係合する下側タブであって、前記上側及び下側タブが協働して、垂直移動、縦揺れ及び回転に対して前記コネクタを保持する、前記下側タブと、
   前記回路基板上のはんだパッドに対する電気接続に対して前記回路基板に平行に延在するコネクタピンと、
   前記回路基板内のスナップロックと係合し、前記コネクタ及び前記回路基板の分離を防止し、前記回路基板に対する前記コネクタの偏揺れを防止する第１及び第２のスナップフックと、
   前記回路基板内のノッチと係合し、前記回路基板のエッジに沿った前記コネクタの横断方向の移動を防止する前記タブの１つからのタブ拡張部であって、前記タブ拡張部が前記ノッチと係合しない限り前記スナップフックが前記スナップロックと係合することができないような前記スナップフックの間のオフセットである前記タブ拡張部と、
   を有する、前記ＥＣＧモニタと、
   を有するＭＲＩシステム。
8. 心位相に従って画像を再構成するように前記ＥＣＧモニタに接続された画像再構成プロセッサ、
   を更に含む、請求項７に記載のＭＲＩシステム。

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