以下總體涉及可以在磁共振(MR)環(huán)境下操作的溫度監(jiān)測裝置和方法。它特別適于結(jié)合低成本、高電阻的非磁性印刷跡線應(yīng)用，其在磁共振成像掃描器附近操作，并且將具體參考其來描述。然而，應(yīng)該理解，其還適用于其他應(yīng)用場景，并且不一定限制于前述應(yīng)用。

背景技術(shù)：

溫度監(jiān)測設(shè)備需要被用于MR環(huán)境中以監(jiān)測患者的狀況。目前可接受的方法包括使用光纖探頭。光纖線纜被連接到患者上的感測元件，并且連接到患者監(jiān)測設(shè)備。然而，這些光纖線纜是昂貴的，可能是機(jī)械上精密的，并且會因為強(qiáng)磁場造成的傳感器材料內(nèi)的原子級變化而遭受錯誤。MR環(huán)境中的標(biāo)準(zhǔn)熱敏電阻的使用需要分布式的或分立的高電阻性線纜將傳感器連接到監(jiān)視器以克服與MR環(huán)境有關(guān)的RF加熱效應(yīng)和灼傷危害。這些高電阻性線纜是昂貴的，并且不能完全地消除對患者的灼傷危害。另外，這些線纜很難制備，易受摩擦電效應(yīng)的影響，遭受感應(yīng)拾取，過度的寄生電容，并且對患者的移動高度敏感。例如，在溫度監(jiān)測設(shè)備的構(gòu)建中使用的鐵磁成分會引起線纜被拖入MRI掃描器內(nèi)，引起對患者、用戶的傷害，或引起裝備表現(xiàn)為拋射體。另外，MRI掃描器產(chǎn)生的射頻場會在使用標(biāo)準(zhǔn)熱敏電阻的標(biāo)準(zhǔn)線纜內(nèi)產(chǎn)生電流，或引起“熱點”，其可以將表面溫度增加到足夠超過被監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)所允許的溫度，并且對患者造成不適或灼傷危害。另外，來自MRI掃描器的MRI梯度干擾也可以在標(biāo)準(zhǔn)線纜和熱敏電阻上誘導(dǎo)電流并且在連接點產(chǎn)生另外的干擾波形分量，其潛在地給出錯誤的溫度讀數(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請公開了一種新的和改進(jìn)的用于在MR環(huán)境中使用的溫度-監(jiān)測設(shè)備，其解決了上面提到的問題和其他問題。

根據(jù)一個方面，公開了一種用于在磁共振環(huán)境中使用的溫度測量探頭。印刷的導(dǎo)體包括細(xì)長的基底，在所述基底上印刷的至少一條高電阻性、導(dǎo)電的跡線，以及設(shè)置在所述基底上并且與所述跡線電連接的至少一個熱敏電阻，所述熱敏電阻被配置為與磁共振環(huán)境中的患者熱連通地放置。

根據(jù)另一方面，公開了一種磁共振系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括磁共振掃描器和如前一段落中闡述的溫度測量探頭，所述溫度測量探頭被設(shè)置在所述磁共振掃描器的檢查區(qū)域內(nèi)。

根據(jù)另一方面，公開了一種在MRI期間監(jiān)測患者溫度讀數(shù)的方法。所述方法包括在細(xì)長的基底上印刷高電阻性的、導(dǎo)電的跡線，并且將設(shè)置在基底上的至少一個熱敏電阻與所述跡線電連接。

另一益處在于消除了鐵磁成分。

另一益處在于減少了患者灼傷風(fēng)險。

另一益處在于能夠給熱敏電阻探頭消毒。

另一益處在于改進(jìn)了患者的護(hù)理。

本領(lǐng)域技術(shù)人員通過閱讀和理解以下詳細(xì)說明，將理解再另外的益處。

附圖說明

本發(fā)明可以采取各種部件和各部件的布置以及各種步驟和各步驟的安排的形式。附圖僅用于圖示優(yōu)選的實施方式的目的，并且不應(yīng)被理解為限制本發(fā)明。

圖1圖解地示出了帶有在MR掃描器內(nèi)操作的溫度監(jiān)測裝置的磁共振(MR)系統(tǒng)。

圖2a是圖解地示出具有可應(yīng)用的熱敏電阻的具有印刷跡線的基板的橫截面圖。

圖2b是圖解地示出了溫度感應(yīng)熱敏電阻和位于基底的相對面上的參考元件的部分的側(cè)視圖。

圖2c是圖解地示出了在基底的公共面上帶有溫度感測熱敏電阻和參考元件的兩個印刷跡線的頂視圖。

圖2d圖示用于將熱敏電阻輸出轉(zhuǎn)換為溫度的電路。

圖3圖解地示出了在部分示出的保護(hù)性殼體或?qū)Ч苤械挠∷③E線和熱敏電阻溫度測量設(shè)備。

圖4圖解地示出了布置在公共襯底上的多個溫度傳感器，其中細(xì)長襯底中的撕裂線使得能夠?qū)鞲衅鞣胖迷诙鄠€位置。

圖5圖示了使用本文公開的印刷導(dǎo)體來在MRI期間監(jiān)測患者溫度讀數(shù)的方法。

具體實施方式

參考圖1，磁共振環(huán)境包括磁共振(MR)掃描器100，其設(shè)置在射頻隔離房間102內(nèi)(通過圍繞R掃描器100的虛線框圖解地表示)。例如，絲網(wǎng)或箔限定法拉第籠或者嵌入在包括MR掃描器100的MR房間的墻壁、天花板和地板內(nèi)或設(shè)置在墻壁、天花板和地板上的其他射頻屏蔽結(jié)構(gòu)。MR掃描器100在圖1中以示意性側(cè)視圖示出，并且包括殼體104，其包括主磁鐵繞組106(通常是超導(dǎo)的并且包含在適合的低溫容器內(nèi)，未示出，雖然也預(yù)期電阻性的磁鐵繞組)，其在膛108或其他檢查區(qū)域中產(chǎn)生靜態(tài)(B0)磁場。殼體104還包括磁場梯度線圈120，用于在靜態(tài)(B0)磁場上疊加磁場梯度。這樣的梯度具有如本領(lǐng)域已知的多種應(yīng)用，例如對磁共振進(jìn)行空間編碼、破壞磁共振等。成像對象，例如示意性的患者122，或動物(用于獸醫(yī)成像應(yīng)用)，或等等，通過適合的長榻124或其他患者支撐/運輸裝置被放置在檢查區(qū)域內(nèi)(在示意性情況中，在膛108內(nèi))。MR掃描器可以包括的本領(lǐng)域已知的多個額外的部件，其出于簡潔目的而未被示出，例如設(shè)置在殼體104內(nèi)的磁場勻場器件、全身射頻(RF)線圈，等等。MR掃描器還通常包括多個輔助性的或附加的部件，再次為了簡化沒有示出，例如針對主磁鐵106和磁場梯度線圈120的能源供應(yīng)，局部RF線圈(例如表面線圈、頭線圈或肢體線圈等)，RF發(fā)射器和RF接收硬件，以及各種控制和圖像重建系統(tǒng)，通過一些實例的方式。而且，應(yīng)該理解的是示意性MR掃描器100，其是水平膛型掃描器，僅是示意性實例，并且更加一般地，公開的MR安全線纜和電極被適合地與任何類型的MR掃描器結(jié)合使用(例如垂直膛掃描器，開放膛掃描器等)。

在操作中，主磁體106操作以在檢查區(qū)域108中生成靜態(tài)B0磁場。通過RF系統(tǒng)(包括例如設(shè)置在膛內(nèi)的發(fā)射器和一個或多個RF線圈，或者設(shè)置在殼體104內(nèi)的全身RF線圈)產(chǎn)生處于拉莫爾頻率(即磁共振頻率)針對要被激發(fā)的物種(通常質(zhì)子，雖然其他物種可以被激發(fā)，例如在MR譜學(xué)成像或多原子核MR成像應(yīng)用中)的RF脈沖。這些脈沖激發(fā)核磁共振(NMR)在對象122的目標(biāo)物種(例如質(zhì)子)，其通過適合的RF檢測系統(tǒng)(例如一個或多個磁共振線圈和適合的接收器電子器件)而被檢測。磁場梯度通常由梯度線圈120在激發(fā)前或激發(fā)期間，在延遲期期間(例如長回波時間或TE)，讀出之前的時間段，和/或讀出期間施加，以對NMR信號進(jìn)行空間編碼。圖像重建處理器應(yīng)用與選定的空間編碼相稱的合適的重建算法，以產(chǎn)生磁共振圖像，其然后可以被顯示、繪制、融合或與其他MR圖像和/或來自其他模態(tài)的圖像進(jìn)行對比，或者以其他方式被應(yīng)用。

繼續(xù)參考圖1并進(jìn)一步參考圖2a-2c，作為MR流程的部分或輔助，溫度測量通過使用溫度測量探頭130進(jìn)行。在示意性的圖1中，溫度測量探頭130的印刷導(dǎo)線被顯示在患者122上并且與監(jiān)視器132(定位于MR腔室102之外或任選地定位于MR腔室102內(nèi)部)連接。溫度測量探頭130可以具有足夠低的能量消耗，其溫度功能可以被集成到與監(jiān)視器132無線通信134(顯示為從電池供電的控制和處理電路到監(jiān)視器的虛線)的電池供電控制器和處理電路128內(nèi)。帶有導(dǎo)電跡線印刷線纜126和電池供電控制器和處理電路128的溫度測量探頭130可以記錄患者122的表面或內(nèi)部溫度測量值。導(dǎo)電跡線印刷線纜126還可以被集成到其他線纜內(nèi)，特別是用于表面使用。

進(jìn)一步參考圖2a-2c，受控的電阻印刷電跡線或?qū)щ娵E線200被印刷到柔性的、MR中性基底202上以在患者122上的熱敏電阻204和感應(yīng)監(jiān)視器128之間形成平面的引線電纜126?；?02可以是任何彈性的磁共振惰性平面材料例如基于聚合物樹脂的薄膜或聚酯薄膜(Mylar)?；?02材料被選擇為使得質(zhì)子發(fā)射不會使MR圖像劣化。在不同實施方式中，導(dǎo)電跡線200由碳基墨水形成。導(dǎo)電跡線200可以任選地為硅基的或可以由摻雜的半導(dǎo)體材料制成。另外，印刷導(dǎo)電跡線200和熱敏電阻204應(yīng)該是非鐵磁性的以抑制磁場的扭曲并且抑制磁場和梯度對探頭造成的不利影響。

繼續(xù)參考圖2a-2c，導(dǎo)電跡線200被配置為抑制跡線內(nèi)形成渦電流以及引起電阻熱。跡線可以是高電阻性的并且可以包括狹槽或其他抑制渦電流回路的結(jié)構(gòu)。連接探頭被印刷或施加在跡線的熱敏電阻端和控制器和處理電路以便于到熱敏電阻204和控制器和處理電路128的連接。在其他實施方式中，導(dǎo)電印刷跡線可以是固體的或可以包括例如交叉影線這樣的特征以抑制在導(dǎo)電印刷跡線內(nèi)產(chǎn)生渦電流。跡線204內(nèi)的交叉影線206通過減少從RF和梯度磁場在電極和電阻性跡線內(nèi)誘發(fā)的干擾電流來改善功能特性。通過印刷溫度探頭130的導(dǎo)電跡線和熱敏電阻引線連接，方便了引線特性的重復(fù)性、和可再現(xiàn)性、以及路由。

熱敏電阻204是高電阻性熱敏電阻，優(yōu)選地大約為10000k歐姆，使得適合以低成本在人體溫度范圍內(nèi)獲得線性響應(yīng)。印刷的導(dǎo)電跡線200電阻可以為大約8-10k歐姆/英尺，其可以通過使用大約為10歐姆/平方的導(dǎo)電墨水進(jìn)行印刷而獲得。印刷的導(dǎo)電跡線電阻可以被激光修剪以獲得期望的目標(biāo)電阻，使跡線變窄或通過形成抑制渦電流的縱向狹槽。熱敏電阻204可以被表面安裝引線接觸或使用導(dǎo)電引線接觸。

在實施方式中，如圖2b-c所示的，溫度敏感熱敏電阻204和參考電阻或熱敏電阻208通過印刷的輸入和輸出跡線200a，200b被連接在回路中，輸入和輸出跡線被印刷在基底202的相對面上。熱敏電阻中的一個被施加到患者并且參考元件與患者熱隔離或被選擇為具有在感興趣的溫度范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的電阻。以這種方式，溫度感應(yīng)元件信號表示帶有RF場誘發(fā)電流的溫度，并且參考元件信號表示RF場誘發(fā)電流，其通過使用普通的模式濾波器來消除RF場誘發(fā)電流。

在其他實施方式中，電阻可以均勻地或非均勻地沿著印刷的導(dǎo)電線纜跡線200分布。非均勻的分布可以通過改變印刷的圖案的寬度或厚度來實現(xiàn)。槽口或低通場集成電路部件、天線電路、能源供給、傳感器(壓電、MEMS、加速度計)可以任選地整合在印刷的導(dǎo)電線纜跡線200內(nèi)。

在圖2c顯示的另一實施方式中，電路由以下項形成：溫度感測熱敏電阻204，和參考元件208，例如參考電阻，兩條輸入跡線200a，200b，設(shè)置在基底202的公共平面上的、被連接到兩條輸入跡線200a，200b(連接未示出)的兩條返回跡線200b，200b’，以及處理和控制電路128。

參考圖2d，熱敏電阻的電阻隨著溫度變化。處理和控制電路128將通過熱敏電阻的電流或跨熱敏電阻的電壓轉(zhuǎn)換為溫度值以傳送給監(jiān)視器132。電路包括MR環(huán)境之外的電池250或其他能源供給。濾波器252校正熱敏電阻信號中的噪聲，例如通過從來自溫度測量熱敏電阻204的帶有噪聲的溫度信號中減去來自參考元件200的噪聲信號?？刂坪吞幚砥?54將溫度轉(zhuǎn)化為溫度，例如使用存儲在EPROM 256中的查找表。查找表可以進(jìn)一步補償一個溫度傳感器與另一個之間的變化。RF發(fā)射器258將確定的溫度值發(fā)射給連接到監(jiān)視器132的RF接收器。應(yīng)該理解，濾波和到溫度的轉(zhuǎn)化可以全部地或部分地在監(jiān)視器132處實施。

在不同實施方式中，印刷的導(dǎo)電跡線200適合地由將具有特定電阻的碳基墨水施加到具有預(yù)定的電阻的平面柔性基底施加到平面柔性基底202上形成，以獲得期望的電阻和熱性能。印刷跡線200可以通過任何可再現(xiàn)的方法例如絲網(wǎng)印刷來施加。印刷導(dǎo)電跡線200可以是固體的或可以包括例如開口、縱向狹槽等。

參考圖3，顯示了溫度測量探頭的側(cè)視圖。保護(hù)套300覆蓋探頭并且可以提供電隔離和保護(hù)。保護(hù)層300優(yōu)選地相比于印刷的導(dǎo)電跡線200的材料是電絕緣的，并且是非鐵磁性的和MR兼容性的。對于一次性使用探頭，保護(hù)層的理想的材料是低成本的和可消毒的?？上镜谋Ｗo(hù)套允許在MR期間探頭被插入患者體內(nèi)以提供體內(nèi)溫度測量值，以進(jìn)一步保護(hù)患者不受傷害。保護(hù)層300可以具有泡沫隔離層以隔離電路的電池和電阻性跡線中免于源自靜磁場和梯度磁場的干擾電流。而且，參考電阻或熱敏電阻208可以被加入以創(chuàng)建用于從患者溫度測量熱敏電阻204中減去的共模信號，以補償共模。殼體300可以是被配置用于其他功能的導(dǎo)管的部分。

參考圖4，溫度測量探頭130可以包括在細(xì)長的基底202的一個面上的多條印刷跡線，在相反面上多條返回跡線(未示出)，多個熱敏電阻204a，204b，204c以及多個參考元件208a，208b，208c。在一些實施方式中，連接墊220，例如氯化銀，被印刷在跡線上以便于到熱敏電阻、參考元件和電路的連接。撕裂線210a，210b被限定在長基底202上?；?02內(nèi)的撕裂線210a，210b允許印刷跡線200a，200b，200c是可分離的，以適應(yīng)在不同患者身體類型上的多點感應(yīng)。

參考圖5，開始，基底被按尺寸切割并且導(dǎo)電跡線和連接墊被印刷到基底上。熱敏電阻204，參考元件208，和電路128被連接到連接墊。為了避免在MR期間灼傷患者或?qū)颊叩钠渌麄?，在操作期間監(jiān)測探頭的溫度。在步驟400，溫度測量探頭130的印刷導(dǎo)體被附接到患者122。印刷導(dǎo)體126通過無線134或通過有線連接被連接到患者監(jiān)視器132。當(dāng)激活MR系統(tǒng)100的情況下，在步驟402，探頭接收由MR系統(tǒng)100產(chǎn)生的印刷跡線200上的噪聲。探頭130優(yōu)選地包括參考元件208，例如參考電阻或參考熱敏電阻。在步驟404，電流被通過熱敏電阻204和參考元件208被發(fā)送。在步驟406，流過熱敏電阻204和參考元件208的電流被確定和比較。通過熱敏電阻的電流表示MR誘發(fā)的噪聲和溫度。通過參考電阻的電流指示MR誘發(fā)噪聲。流過參考元件208和熱敏電阻204的電流的比較允許來自熱敏電阻204的電流或信號針對噪聲被校正。在步驟408，校正的溫度信號被轉(zhuǎn)化為溫度，例如通過查找表。在步驟410，溫度被傳送到監(jiān)視器132并被顯示在監(jiān)視器132上，例如通過RF傳輸線。

已經(jīng)參考優(yōu)選的實施例描述了本發(fā)明。顯然，他人在在閱讀和理解在前述詳細(xì)說明后可以進(jìn)行修改和變化。本發(fā)明旨在解釋為包括所有這樣的修改和變化，只要它們在所附權(quán)利要求或其等價方案的范圍內(nèi)。