[发明专利]在MRI操作中缓冲电生理信号的方法和装置

说明书

发明背景

磁共振成像(MRI)是一种产生身体横截面图像的医疗技术，该图像然后可用于诊断损伤或疾病。典型的MRI系统将使用强大的无线电波和圆柱磁体来操纵人体的自然磁性。实质上，MRI系统监视当氢原子被交替地磁化和被无线电波轰击时它们的共振运动。在患病或受伤的组织中氢的状态与正常组织中的不同，因此它们在典型的MRI操作(MRI procedure)中可更加容易地被检测到。

当患者经受MRI操作以获得关于其内部组织构造的信息时，同时地获得电生理数据有时是有益的，从而进一步帮助对患者的诊断或监视患者的状况。例如，利用与MRI系统结合的脑电图(EEG)或心电图(ECG)可能是有益的。但是，通过现有技术的装置获得电生理数据可能产生恶化MRI操作的电磁干扰。或者，MRI装置可能产生恶化利用现有技术方法传输的电生理数据的电磁干扰。

例如，现代EEG设备通常地使用高速数字转换信号来以适于通过计算机观看和处理的数字形式采集EEG波形。这需要模拟至数字转换器(ADC)来把EEG转换为原始模拟信号的二进制表达，典型地8至24位。然后这种二进制信号可容易地通过标准接口例如USB、并口或以太网口传送至计算机。数字信号具有非常快的开关沿(switchingedges)，其能产生几十兆赫频率范围内的干扰谐波，即使基础数字信号频率可能仅为几千赫兹。主要问题是这些高频谐波可从位于MRI设备附近的装置辐射出来并且干扰成像过程。因此，主要的高频发射源例如计算机和传统的电生理记录器必须置于MRI室外。

在现有技术中，如果需要记录患者的EEG或ECG，电极信号是通过长电缆发送至位于MRI室外的EEG设备的。但是，使用长电缆用于EEG信号使得来自MRI系统或附近的输电线的电干扰能电容地耦合到电生理信号。这种干扰的幅度可能严重地降低EEG信号的质量。典型的EEG信号峰-峰值仅为10至100毫伏，并且因此容易地被主电源电缆污染，该主电源电缆具有峰-峰值为250至550伏量级的电压。

因此，需要一种最小化在MRI操作中产生的电磁干扰量的方法和装置，其中在MRI操作中同时地监视患者。

发明内容

本发明涉及在MRI扫描期间得到的患者电生理信号上使用缓冲放大器。本方法和装置减少了电生理信号中MRI和输电线感应的电磁干扰量，同时最小化对MRI系统的电磁干扰量。

在一个实施例中，本发明通过在患者附近使用单位增益(unitygain)缓冲放大器克服了在长电生理电缆中电干扰的问题，所述缓冲放大器具有低输出阻抗以驱动电缆，并因此极大地降低了电容耦合干扰。在缓冲放大器之前加入无源低通滤波从而衰减来自MRI系统的高频干扰。缓冲放大器不需要数字信号并且不发射高频信号，因此其不干扰MRI系统。

通过使用靠近患者设置的单位增益缓冲放大器，可减少对在经受MRI的患者上记录的电生理信号的电干扰。缓冲放大器的低输出阻抗允许长电缆延伸并显著地减少来自MRI设备或附近电源线的电容耦合干扰。电缆可延伸至MRI室外，在那里其连接到传统的电生理记录设备。

此外，因为本发明使电生理信号的模拟至数字转换能在MRI室外进行，本发明减少了对MRI系统的电磁干扰量。因为模拟至数字转换处理中涉及的数字信号产生的高频在MRI室外，因此减少了干扰。

附图说明

为了方便和理解要寻求保护的对象内容，在附图中示出了它的实施例。根据对附图的观察，当结合下文考虑时，将会容易地理解和知道寻求保护的对象内容，其构造和操作，和许多其优点。

图1是本发明一个实施例的结构图。

图2是图1的缓冲放大器的一个实施例的电路图。

具体实施方式

如图1和2所示，本发明典型地用在MRI操作室，该室包括MRI系统10和将MRI系统10从电磁干扰屏蔽开的墙壁或屏障系统12。在一个实施例中，本发明包括多个放在经受MRI操作的患者15上的传感器/电极14。通过导联线(lead line)16把每个传感器14连接到缓冲放大器系统17，该放大器系统位于MRI系统10附近，其直接地连接到MRI系统10或者放在MRI系统10附近。电缆18在缓冲放大器系统17与位于墙壁12的相反侧上的电生理记录器20和电源22之间提供通信路径。