Mr主动跟踪系统的制作方法_3

文档序号:9475230阅读:来源:国知局
圈或者可以不是跟踪线圈。传感线圈634针对I. 5特斯拉(Tesla)MRI获得64MHz的无线电频率信号或者针对3. O特斯拉MRI获得128MHz的无线电频率信号,该信号被传递通过调谐电路614,创建被供应至线圈处的IC电路的电力生成。如图6B中所示,下变频信号和基准频率信号被传递通过线缆616,如在其他实施例中一样,该线缆616包括高阻抗导线,光纤线缆,形成非谐振滤波器和可选的谐振LC滤波器的导线,以及上述各项的任何组合。如果使用光纤线缆,那么光-电换能器电路被用于线圈处的IC中。当MR安全导线被用于线缆构架616中时,DC电压以最小的损耗进行传递。
[0048]现在参考图7,示出了本发明的另一方面。除了无线模块736可被包括在被跟踪设备中的近端处(因而与也包括无线模块的跟踪接收器720进行无线通信)之外,图7的发明可包括图2-6中所示的发明的各方面的任意方面。无线模块736可为无线电或轮询设备(polled device) 0被跟踪的设备可建立与接收器720的持续的无线通道或者它可由跟踪接收器进行轮询。如果被跟踪的设备被轮询到,那么它可由轮询设备提供电力或者不由轮询设备提供电力,与RFID应用类似。
[0049]上述实施例还可包括多个跟踪线圈,其中每个线圈具有相应的IC和(一个或多个)传输线;或者多个跟踪线圈,其中的每个线圈被单个通信线耦合至单个1C。本领域技术人员将认识到:其中的每个线圈被单个通信线耦合至单个线圈处的IC的多个跟踪线圈可并入在单个导线上传输多个通信信号的机制或方法,例如复用或者本领域技术人员所知的类似方法。
[0050]现在参考图8-12,现在将描述用于或用作线缆构架16、616、716的示例性感应式线缆(inductive cable) 0为了简明的目的,我们将只用标号16来指代下文公开中的线缆构架。然而,本领域技术人员将认识到:诸如616和716处所示的线缆构架也在本发明的范围内。
[0051]图8是示出了本发明的感应式线缆的某一方面的示意图。感应式线缆200可广泛地包括具有第一端212和第二端214的细长体210并包括位于其中的管腔216。感应式线缆200可操作地在第一端处被连接至线圈处的IC 11并且在第二端处被连接至跟踪接收器20或者可替换的跟踪接收器620、720。本领域技术人员将认识到:图8-12中所示的线圈处的IC 11可包括图2-6中所示的实施例的任意线圈处的1C。管腔216中居有电路220。电路220包括形成多个间隔的滤波器组件224的至少一条感应式导线222。每个电路可由单一连续长度的非磁性导线构成,诸如铜、钛、钛合金、钨、金、MP35N及前述的组合。可选地,每个电路可包括多段导线。与图I描述的实施方式一样,导线222为诸如可用热、化学或胶粘合的粘合线,以使在利用一条导线制造的过程中形成滤波器。这不需要每个滤波器224的每个端的连接点,从而改善了电路220的机械耐久性并降低了其制造成本。在示出的实施方式中,导线组件(assembly) 200包括位于靠近并接近线圈处的IC接口 228的可选谐振LC滤波器226。图8-12中所示的谐振LC滤波器226、326、327、526、626、和627是可选的。可选的谐振LC滤波器导线组件226适用于有效阻止RF感应电流离开导线200并传递进线圈处的1C。可选的谐振LC滤波器226通过构造成使得滤波器的感性和容性特性一起谐振以在关注的MRI RF频率下(例如,约1.5特斯拉MRI的64MHz或3.0特斯拉MRI的128MHz下)产生高阻抗来有效阻断RF感应电流。沿导线长度分布的滤波组件224在电流到达谐振LC滤波器226之前减弱了导线自身上的感应电流,从而避免了谐振LC滤波器226过度加热。引线长度约为I米时,滤波组件224 —起沿整个电路220优选产生了至少1,000欧姆以上的阻抗。本领域的技术人员应认识,整个阻抗的数量将随着引线长度的改变而发生变化。各个滤波组件224可包括由约45匝的导线222构成的感应器(inductor),当感应器大小符合8F的导管(假设感应器的内径为0.045英寸)时,产生约150欧姆的电阻。较大直径的感应器产生相同的阻抗只需要较少匝数。滤波组件224可以非均匀间隔,使得组件之间的各段导线具有不同的谐振频率,或基本上均匀地间隔。
[0052]现在参考图9,示出了本发明的一个实施例的详细截面图。导线组件300包括由护套311包围的细长体310。细长体310包括第一端312和第二端314,并包括位于其中的管腔316。第二端314适于连接至在病人体内或体外的电子控制器,并可包括连接器(未示出)。管腔316容纳电路320、321。电路320、321均包括分别位于导线组件300的管腔316内的一条传导导线322、323。每条传导导线322、323包括单段传导导线,每段分别形成多个相间隔的滤波器组件324、325。滤波器组件324,325包括沿传导导线322、323的长度间隔分布的非谐振滤波器或感应器。
[0053]第一和第二传导导线322、323彼此电绝缘。第一和第二传导导线322、323都包括绝缘或非导电涂层。优选地,绝缘涂层为诸如聚氨酯、尼龙、聚酯、聚酯酰胺、聚酯酰亚胺、聚酯酰胺酰亚胺以及前述的组合的热粘合材料。可选地,只有一条导线是绝缘的。导线绝缘包括前述的粘合材料。此外,如图10最佳地可见,当导线322、323都缠绕其中限定管腔的非导电管330上时,电路320、321还是电绝缘的。管330可由有机硅材料、铁氟龙、膨胀四氟乙烯(eTFE)、聚四氟乙烯(pTFE)等制成,如下文所述。将非谐振滤波器324,325或感应器缠绕在非导电管330上便于构造感应器以及谐振LC电路。此外,当非导电管330在细长体内侧时有利于使电路保持灵活性和可操作性。有利地,在外科手术或介入治疗中所需或要使用的其他物品(诸如光缆、滴注管腔和同轴电缆)也可穿过管330的管腔。
[0054]参考图9,管腔316容纳了分别包括导线322、323的电路320、321。如前所述,每条导线322、323形成包括非谐振滤波器的多个间隔的滤波器组件324、325。如前面的实施方式,可选地,每个电路可由单一连续长度的非磁性导线(诸如铜,钛、钛合金、钨、金、MP35N以及前述的组合)构成。然而,可选地,每个电路可由多段导线构成或包括由单独段的导线连接的离散滤波器组件。如果所有滤波器都由一段导线构成,则重要的是,该导线为例如用热、化学或胶粘合的粘合线,以使在利用导线制造的过程中形成滤波器,如下文所述。
[0055]现在参考图10,基本上相同地构造每个电路320、321。导线322、323缠绕在优选由聚酰亚胺、聚烯烃、pTFE、eTFE、聚醚酮(PEEK)或其他类似柔性材料制成的柔性管330上。在制造过程中,将刚性杆(未示出)放置在柔性管330内侧以为导线装配过程提供附加支撑。在制造后,杆被移除并将带有电路构架的柔性管道330放置在细长体310中。
[0056]每个电路320、321被分离地构造,第一电路320由最近端谐振LC滤波器326开始从远端到近端进行构造。因此,假设多个电路,与下一个最远端谐振LC滤波器327相关的导线通过最近端的谐振LC滤波器的上方。将导线通过谐振LC滤波器的下方会给谐振带来不利影响。另一方面,将导线通过非谐振感应器的下面不会对其性能产生负面影响。因此,示例性谐振LC滤波器326通过将导线322分层以形成三层335、336、337来构造。内层至外层的匝数比大约为3: 2: 1,产生了固定物理几何形状的谐振LC滤波器。构造谐振LC滤波器对本领域的技术人员来说是显而易见的,许多实施方式应满足本发明的要求。例如,电容器可与电感器平行放置。其他类型的谐振LC滤波器也落入本发明的范围内。
[0057]在示例性实施方式中,构造多层的盘绕导线,使得各层与各匝之间的电容提供满足谐振条件所需的电感电容比并提供在谐振频率处的最大阻抗。如前文所述,可使用三层,内层至外层的匝数比约为3: 2:1。该比例导致较高的结构完整性、可加工性和可重复性。在示例性实施方式中,其中,谐振LC滤波器的谐振频率大约为64MHz来阻断来自1.5特斯拉MRI的RF,内层可包括30匝,中间层可包括20匝,外层可包括10匝。总的来说,确切的匝数由可用空间和所需谐振频率确定。谐振LC滤波器的阻抗、带宽和品质因数可通过修改滤波器的电容与电感的比值进行调整。通过改变匝数、层数、层之间的匝比或所有这些值来实现该目的。例如,在一匝、两匝或三匝的各种情况下比值可能发生改变,以获得期望的滤彼器特性。
[0058]如果可选的谐振LC滤波器被包括在感应式电缆中,那么在形成最近端谐振LC滤波器326之后,第一导线322螺旋缠绕在管道330上。本领域的技术
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