JP5815030B2 - 相互結合したmri干渉を除去する二重圧力センサ信号チェーン - Google Patents
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- 患者の生理的状態を検知し、磁気共鳴システムにより磁気共鳴スキャン中に生じる干渉量を最小化する生理的状態検知デバイスであって:
前記生理的状態を検知してMRスキャン関連の干渉を経験し、生理的状態成分と干渉成分とを有する第1の信号を出力するように配置された第1の、アクティブセンサ;
前記第1のセンサと実質的に同じMRスキャン関連の干渉を経験し、前記干渉成分を有する第2の信号を出力するように、前記第1のセンサに密接して配置された第2の、非アクティブセンサ;
前記第1と第2の信号に減算演算をして前記干渉成分をキャンセルする回路
を有し、前記第1の、アクティブセンサは前記生理的状態に関連する圧力を検知するように構成された第1の圧力トランスデューサを含み、前記第2の、非アクティブセンサは前記生理的状態に関連する圧力を検知しないように構成された第2の圧力トランスデューサを含む、装置。 - 前記第1と第2の圧力トランスデューサは同じ構成のピエゾ抵抗圧力トランスデューサを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記第1と第2のセンサは同じ構成であり、共通の基板に共通の方向で取り付けられている、請求項1または2に記載の装置。
- 前記第1のセンサと前記第2のセンサの、第1の差分出力を有する第1の信号と第2の差分出力を有する第2の信号とに電気的に結合し、前記第1と第2の差分出力から前記干渉成分を除去し、前記圧力信号を送信し、前記第1と第2の差分出力はそれに送信される補完的出力信号をそれぞれ有する、干渉フィルタユニットをさらに有する、請求項1ないし3いずれか一項に記載の装置。
- 前記回路は:
前記第1のセンサに結合され第3の出力を有する第1の増幅器;
前記第2のセンサに結合され第4の出力を有する第2の増幅器;
前記第3と第4の出力を差し引いて圧力信号を生成する差分増幅器;及び
前記圧力信号をデジタル化する変換器
を含む、請求項1ないし3いずれか一項に記載の装置。 - 前記アクティブセンサと前記非アクティブセンサのうち少なくとも一方はホイートストンブリッジの中にあり、さらに、
前記第1のアクティブセンサの基準端子に結合し:
前記第1のセンサと前記第2の非アクティブセンサとに結合し、各センサ出力に高インピーダンス出力を供給する高インピーダンスバッファ;
前記高インピーダンスバッファの各高インピーダンス出力を平均化し、それから平均信号を生成する抵抗平均化ネットワーク;及び
前記平均信号をインバートするインバータに結合し、前記インバートされた平均信号で前記ホイートストンブリッジをバイアスするゲインデバイスを含むアクティブ駆動段階とを有する、請求項2に記載の装置。 - 前記生理的状態は呼吸状態であり、
前記装置は:
前記患者の腰に巻くように構成されたベルト又はストラップ;
前記患者の呼吸サイクルにおいて圧縮される、前記ベルトに取り付けられたブラダ;及び
前記ブラダの圧力を検知する、前記ブラダに接続された前記第1のセンサ
をさらに含む、請求項1ないし6いずれか一項に記載の装置。 - 前記生理的状態は血圧であり、
前記装置は:
血圧の変化で圧縮されるように取り付けられたドーム;
前記ドームの圧力を検知する、前記ドームに接続された前記第1のセンサ
を含む、請求項1ないし6いずれか一項に記載の装置。 - MRIシステムであって:
患者に静磁場を発生する主磁石;
前記静磁場に傾斜磁場を重ねる傾斜コイル;
ラジオ周波数磁場を誘起するラジオ周波数コイル;
前記傾斜磁場コイルと前記ラジオ周波数コイルとを制御して前記患者から磁気共鳴情報を取得する制御器;及び
請求項1ないし8いずれか一項に記載の生理的状態検知装置
を有するMRIシステム。 - 前記制御器は、前記生理的状態検知装置の出力を受け取り、前記傾斜磁場コイルとラジオ周波数コイルとを制御して、予め選択された前記患者の生理的状態中に磁気共鳴情報を取得する、請求項9に記載のMRIシステム。
- 前記生理的状態検知装置の出力を受け取り、前記選択された生理的状態における前記患者の画像を再構成する再構成プロセッサをさらに有する、請求項9に記載のMRIシステム。
- 患者の生理的状態を検知して、磁気共鳴(MR)スキャンにおいて生じる干渉量を最小化する方法であって:
第1の、アクティブセンサが、前記生理的状態を検知してMRスキャン関連の干渉を経験し、生理的状態成分と干渉成分とを有する第1の信号を出力するステップ;
前記第1のセンサに密接して配置された第2の、非アクティブセンサが、前記第1のセンサと実質的に同じMRスキャン関連の干渉を経験し、前記干渉成分を有する第2の信号を生成するステップ;及び
前記第1と第2の信号を差し引いて、前記干渉成分をキャンセルして、前記生理的状態成分を有する信号を生成するステップ
を有し、前記第1の、アクティブセンサは前記生理的状態に関連する圧力を検知するように構成された第1の圧力トランスデューサを含み、前記第2の、非アクティブセンサは前記生理的状態に関連する圧力を検知しないように構成された第2の圧力トランスデューサを含む、
方法。 - 前記第1と第2のセンサを互いに密接させて同じ方向で前記患者に取り付け、両センサが同じノイズ成分を検知するようにするステップをさらに有する、請求項12に記載の方法。
- 前記生理的状態を検知するステップは、圧力変化を検知するステップを含む、請求項12または13に記載の方法。
- 前記検知される生理的状態は所定の周波数範囲で変化し、
前記方法は、前記第1と第2の信号をフィルタリングして、前記所定の周波数範囲の上の周波数成分を除去するステップをさらに有する、請求項12ないし14いずれか一項に記載の方法。 - MRIシステムの作動方法であって:
患者に静磁場を発生するステップ;
前記静磁場に傾斜磁場を重ねるステップ;
ラジオ周波数磁場を重ねて前記患者に磁気共鳴を誘起するステップ;
前記患者から磁気共鳴情報を取得するステップ;及び
請求項12ないし15いずれか一項に記載の方法で、前記患者の生理的状態を検知するステップ
を有する、作動方法。 - 前記生理的状態成分を用いて、前記傾斜磁場と前記ラジオ周波数磁場の重ねを制御し、前記患者が選択された生理的状態にある時にのみ、前記磁気共鳴情報を取得するステップをさらに有する、請求項16に記載の作動方法。
- 前記取得した磁気共鳴情報を画像に再構成するステップ;及び
前記生理的状態成分を用いて前記再構成を制御して、前記患者が選択された生理的状態にある時に、磁気共鳴情報から前記画像を再構成するステップ;
を有する、請求項16に記載の作動方法。 - 圧力信号を検知し、ボアを有する磁気共鳴(MR)システムにおける磁気共鳴(MR)スキャンにおいて発生する干渉量を最小化する圧力検知デバイスであって:
第1の差動出力を有し、発生する圧力信号の圧力刺激と発生する干渉量とを検知するように構成された、前記MRシステムのボアの近傍に配置された第1のアクティブピエゾ抵抗センサ;
第2の差動出力を有し、発生する干渉量のみを検知するように構成された、前記第1のセンサに隣接し電磁気的に結合した第2の非アクティブセンサ;
前記第1のセンサと前記第2のセンサの前記第1の差動出力と前記第2の差動出力に電気的に結合し、前記第1と第2の差動出力から干渉量を実質的にキャンセルするように構成された干渉フィルタユニット;及び
前記干渉フィルタユニットに結合し、前記圧力信号を無線送信するように構成された送信装置
を有する、デバイス。 - 前記第1のセンサと第2のセンサは、前記ボア内に配置され、同じ方向と同じ軸上で互いに隣接した圧力トランスデューサを有し、前記第1のセンサと第2のセンサは互いに実質的に等しい振幅と位相とを有する干渉量にさらされ、侵襲的圧力モニタリング装置の圧力刺激を侵襲的に検知するように構成され、前記第1のセンサは圧力変化に比例する差動モード信号を出力するように構成されたホイートストンブリッジ回路を有する、請求項19に記載のデバイス。
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