[发明专利]用于生物电势测量的磁共振安全电极

说明书

一种在磁共振(MR)环境中的生物电势测量中使用的电极片(34)包括：塑料薄层或聚合物薄层(32)；导电迹线(58)，其设置在所述塑料薄层或聚合物薄层上，所述导电迹线具有1ohm/square或更高的薄层电阻；以及电极(30)，其设置在所述导电迹线上并且被配置为附着于人皮肤。在一些实施例中，所述导电迹线是基于碳的导电迹线。所述电极可以包括设置在所述导电迹线上的银或其他导电层以及设置在所述银或其他导电层上的诸如基于氯化银的电解质层的电解质层或其他粘合剂层。

技术领域

本发明涉及传感器技术，测量技术，磁共振技术，安全技术，包括心电图(ECG)、肌电图(EMG)、脑电图(EEG)、视网膜电图(ERG)等的生物电势测量技术，采用心脏门控等的门控MR成像技术等。

背景技术

在诸如心电图(ECG)、脑电图(EEG)和类似测量的常规生物电势测量中，通过放置于皮肤上的电极测量电势。常规地，采用具有高导电性(例如，使用铜电线)的线缆来连接电极与监测电子装置。

当在对象设置于磁共振(MR)扫描器中的同时执行生物电势测量时，用高电阻线缆替换常规高导电性线缆。这是考虑到将高导电性线缆放置于MR环境中能够出现的许多问题，包括诸如由RF脉冲和/或磁场梯度引起的加热、射频干扰问题等的问题。ECG或其他生物电势测量仪器在MR设置中的使用具有许多应用。例如，ECG信号能够用于监测患者的情况和/或能够用于触发或门控特定事件，例如成像数据采集。以这种方式执行的心脏门控能够降低因跳动的心脏引起的运动伪影。

在MR房间中，由于与MRI环境相关联的RF热效应和烧伤危险，分布式或离散的高电阻线缆用于将电极连接到具有ECG功能的MRI患者监测器。这些高电阻线缆昂贵并且仍能够易受加热和对患者的随后的烧伤风险的影响。其难以制造，能够遭受电感拾取，易受摩擦电效应影响，能够易受寄生电容影响，并且对患者移动敏感。离散导线的路由能够导致ECG性能的不一致和不准确。

由MR扫描器产生的射频(RF)场能够在线缆中生成电流或可提高足以超过监管标准允许的表面温度的表面温度并且对患者造成不舒适或烧伤危险的“热点”。MR磁场梯度能够引起干扰并且还能够在ECG线缆和连接点上感应电流，从而产生潜在地给出错误的心率读数、模糊ECG的R-波探测方案或以其他方式使ECG分析恶化的额外的干扰波形分量。在每个电极位置处采用镀覆搭扣连接器的线缆还引入将每个一次性电极连接到包括离散电线和连接器的可重复使用的线缆的耗时手动任务。

Tuccillo等人的美国公开No.2006/0247509A1公开一种用在MRI中的线缆，所述线缆适于响应于MR扫描器生成的磁场而抵抗运动。Tuccillo等人的线缆由在其上使用导电碳墨绘制多个导电迹线的柔性卡普顿(Kapton)衬底构造而成。在所公开实施例中，碳墨具有10ohm/sq的电阻而线缆在长度上是6英尺并且具有大约330ohm/cm的分布式阻抗。线缆的端包括具有铜垫的扩展区域，来以一端连接到ECG电极并且以相对端连接到ECG监测器。

用于生物电势测量的电极还在MR环境中造成困难。已知电极是银-氯化银(Ag-AgCl)电极。这种类型的电极还用于MR兼容的ECG电极的建构中以努力降低由电极的半电池电势形成的DC偏移电压并且最小化接触阻抗。膏或凝胶用作到患者的电解质接口。VanGenderingen等人的“Carbon-Fiber Electrodes and Leads for Electrocardiographyduring MR Imaging”(Radiology，第171卷、第3号、第872页(1989))公开了利用由具有塑料加强的碳纤维导线(碳锥RE-I，Sundstroem，瑞典)的碳纤维制成的ECG电极替换具有编织金属导线的常规Ag-AgCl ECG电极。其报导了，与常规Ag-AgCl电极/编织金属导线相比，碳纤维电极并不使图像退化，并且塑料加强使得与由石墨制成的类似导线相比碳纤维导线较不易受弯曲影响。

下文预见到克服前述限制和其他限制的改进的装置和方法。

发明内容