Mri兼容电极电路的制作方法_3

文档序号:9331666阅读:来源:国知局
24可以包括由具有大致45匝的电极丝222形成的电感器,从而当大小被确定为适合8F导管(假设电感器的内径是0.045英寸)时产生大致150欧姆。针对更大直径的电感器,需要更少的匝来产生相同的阻抗。滤波部件224可以非均匀地间隔开,从而使得它们之间的丝段各自具有不同的共振频率,或者滤波部件224可以基本上均匀地间隔开。
[0055]现在参照图3A,图示了本发明的示例性实施例的详细截面图。导线装配300包括被护套311围绕的细长的本体310。细长的本体310包括第一末端312和第二末端314并且包括其中的管腔316。第二末端314被适配为连接至患者身体内部或外部的电子控制设备,并且可以包括连接器(未示出)。管腔316容纳电路320、321。电路320、321各自分别包括一条位于导线装配300的管腔316内的导电电极丝322、323。在替代性实施例中,导电电极丝322、323可以被嵌入护套311内,如从图4B中看到的,由此减小导线装配300的总直径。每条导电电极丝322、323包括单段导电丝,每段导电丝长度分别形成多个间隔开的滤波器部件324、325。滤波器部件324、325包括沿着导电电极丝322、323的长度间隔开的非共振滤波器或电感器。电极319、318位于细长的本体310的第一末端312上,并且分别电耦接至第一导电丝322和第二导电丝323。在所示的实施例中,第一电极319是环形电极,并且第二电极318是尖端电极。然而,电极318、319可以是导线装配技术领域内的技术人员已知的任何类型的电极。例如,电极可以是单个尖端电极。可替代地,这些电极可以是单个或者一系列环形电极。还可替代地,这些电极可以是放置在外壳的任一侧上的电极。因此,尽管所示实施例被描绘为包括尖端电极和环形电极,但前述电极中的任意电极落入本发明的范围内。
[0056]第一导电丝322与第二导电丝323彼此电绝缘。第一导电丝322与第二导电丝323两者均可以包括绝缘或非导电涂层。优选地,绝缘涂层是可热键合的材料,如聚氨酯、尼龙、聚酯、聚酯酰胺、聚酯亚胺、聚酯酰胺亚胺和前述内容的组合。可替代地,仅一条丝可以是绝缘的。丝绝缘包括之前所述的可键合的材料。此外,如从图3B中最佳看到的,当电极丝322、323两者围绕在其中限定管腔的非导电管330缠绕时,电路320、321被进一步电绝缘。管330可以由如下文所述的硅材料、特氟龙、膨体四氟乙烯(eTFE)、聚四氟乙烯(pTFE)等等形成。围绕非导电管330缠绕非共振滤波器324、325或电感器方便了构造电感器和共振LC电路。而且,非导电管330有利地允许当被放置在细长的本体内时电路保持挠性和可操纵性。有利地,其他需要的或外科或介入性治疗中希望使用的物品(如光纤电缆、冲洗管腔、同轴电缆)还可以穿过管330的管腔。
[0057]参照图3A,环形电极319耦接至第一导电丝322,其中尖端电极318位于环形电极319的远端并被在导线装配300的第一末端312处耦接至第二导电丝323。管腔316容纳分别包括电极丝322、323的电路320、321。可替代地,并且如图4B中最佳所示的,电极丝322、323可以整个或部分嵌入护套311内。如之前所讨论的,每条电极丝322、323形成包括非共振滤波器的多个间隔开的滤波器部件324、325。如在之前的实施例中,每个电路可选地是由单段连续的非磁性丝构造而成,如铜、钛、钛合金、钨、金和前述内容的组合;然而,每个电路可以可替代地由多段电极构造而成,或者包括通过分开的多段电极丝连接的离散滤波器部件。如果所有滤波器由一段丝形成,则重要的是该丝是可键合的丝,如可以热、化学或粘着性方式键合,从而允许如下文将描述的在制造过程中用一条丝形成滤波器。
[0058]现在参照图3B,每个电路320、321以基本上类似的方式构造而成。电极丝322、323缠绕在挠性管330上,该管优选地由聚酰亚胺、聚烯烃、pTFE、eTFE、聚醚酮(PEEK)和其他类似挠性材料制成。在制造过程中,硬杆(未示出)被放置在挠性管330内部,以便为组装过程提供附加支撑。在制造之后,杆被移除并且带有电路构造的挠性管330被放置在细长的本体310中。
[0059]每个电路320、321单独用第一电路320构造,该第一电路从最近的共振LC滤波器326开始从远端到近端构造而成。因此,假设多个电路,与下一个最远的共振LC滤波器327相关联的电极丝在最近的共振LC滤波器上方经过。使电极丝在共振LC滤波器下方经过将对其共振产生不利影响。另一方面,使丝在非共振电感器下面经过将不会对其性能产生不利影响。因此,示例性共振LC滤波器326是通过电极丝322的分层来形成三个层335、336、337而构成。从内层到外层的匝数比可以大致为3: 2: 1,从而产生共振LC滤波器的不变的物理几何形状。产生共振LC滤波器对于本领域的技术人员而言是显而易见的,并且许多实施例将满足本发明的要求。例如,电容器可以与电感器并联放置。其他类型的共振LC滤波器也将落入本发明的范围内。
[0060]在示例性实施例中,构造了多个盘绕的丝层,从而使得这些层与单独匝之间的电容提供所需的电感电容比以满足共振条件并且在共振频率下提供最大阻抗。如之前所描述的,可以使用三个层,从内层到外层的匝数比为大致3: 2:1。这一比率产生高度结构整体性、可操纵性和可重复性。在示例性实施例中,其中共振LC滤波器的共振频率是大致64MHz,以阻止1.5特斯拉MRI的RF,内层可以包括30匝,中间层可以包括20匝,而外层可以包括10匝。通常,确切的匝数是由可用的空间与所希望的共振频率决定的。共振LC滤波器的阻抗、带宽和品质因数可以通过修改滤波器的电容电感比来调节。这可以通过改变匝数、层数、各层之间的匝数比或所有这些来完成。例如,该比率可以在每种情况下变化一匝、两匝或三匝以获得所希望的滤波器特性。
[0061 ] 在形成最近的共振LC滤波器326之后,第一电极丝322螺旋形地围绕管330缠绕。本领域的技术人员将认识到,连接段332不一定需要包括围绕管330的特定的匝数。相反,重要的是以如下方式缠绕电极丝:包括某种松弛或“游隙”,由此允许导线装配在使用过程中保持其挠性。接下来,通过在挠性管330上盘绕电极丝322形成电感器324。每个电感器324可以通过螺旋形地缠绕或盘绕电极丝322大致四十五匝而形成,从而当大小被确定为适合8F导管(假设电感器的内径是0.045英寸)时产生大致150欧姆。然而,本领域的技术人员将认识到,针对更大直径的电感器,可能需要更少的匝来产生相同的阻抗。电感器324可以非均匀地间隔开,从而使得它们之间的丝段具有不同的共振频率,或者可以基本上均匀放置。
[0062]接下来构造第二电路321并且基本上与电路320类似。本领域的技术人员将认识至IJ,图3A和图3B中所示的示例性导线装配包括两个电路320、321和两个电极319和318。然而,可以构造任何数量的电路和相应的电极。例如,在一个示例性构造中,各自包括多个非共振滤波器和共振LC滤波器的四个电路电耦接至四个电极(三个环形电极和一个尖端电极,或者可替代地,四个环形电极)。在另一个示例性构造中,各自包括多个非共振滤波器和共振LC滤波器的十个电路电耦接至十个电极。可以构造任何数量的电路。然而,在每种情况下,包括最近的共振LC滤波器的电路被首先构造,而包括最远的共振LC滤波器的电路被最后构造,从而使得所产生的多个被容纳在导管内的电极丝具有在所有贴近的共振LC滤波器上方经过的连接电极丝段。例如,只要包括最近的共振LC滤波器的电路首先被构造,构造电路320、321可以通过首先在近端开始(而不是远端)来完成。以此方式,随后构造的电路的连接电极丝段将始终在所有相邻的、贴近的共振LC滤波器上方经过,从而使得共振不被干扰。对本领域的技术人员而言,其他组装技术将是显而易见的。
[0063]然而,本领域的技术人员将认识到,在本发明的另一方面,共振LC滤波器被配置为在比MR的工作频率更高或更低的频率处共振,同时仍然在MR工作频率处提供高阻抗。如从图7中最佳看到的,共振LC滤波器可以呈单层电路/线圈的形式。示例性单层电路可以包括与电路的非共振部件不同的尺寸。
[0064]在本发明的另一方面,共振LC滤波器可以被放置在非共振滤波器的近端。
[0065]在本发明的另一方面,非共振滤波器可以被放置在共振LC滤波器的远端。
[0066]如图4A和图4B中所示的,电路可以被构造成使得共振滤波器和/或非共振滤波器可以部分或全部嵌入到导管护套内。
[0067]现在参照图5,示出了本发明的示例性实施例。在本示例性电路520中,多个小的非共振滤波器524被分组在一起,以形成沿着导电电极丝522以间隔开的关系定位的多个电感器540。这种滤波器分组共同地增加每个非共振滤波器的阻抗,并且减小沿着导电电极丝522的电流。如在其它实施例中,在电极/丝接口 528处的滤波器部件包括被适配为有效地阻止RF感应电流通过电极518离开导线装配500的共振LC滤波器526。沿着电极丝522长度分布的非共振滤波器524的组540在丝本身上的感应电流到达共振LC滤波器526之前使电流减弱,由此避免共振LC滤波器526过热。非共振滤波器524的组540还可以使从共振LC滤波器526反射的
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