用于生物電勢(shì)測(cè)量的磁共振安全電極的制作方法
【專利摘要】一種在磁共振(MR)環(huán)境中的生物電勢(shì)測(cè)量中使用的電極片(34)包括：塑料薄層或聚合物薄層(32)；導(dǎo)電跡線(58)，其設(shè)置在所述塑料薄層或聚合物薄層上，所述導(dǎo)電跡線具有1ohm/square或更高的薄層電阻；以及電極(30)，其設(shè)置在所述導(dǎo)電跡線上并且被配置為附著于人皮膚。在一些實(shí)施例中，所述導(dǎo)電跡線是基于碳的導(dǎo)電跡線。所述電極可以包括設(shè)置在所述導(dǎo)電跡線上的銀或其他導(dǎo)電層以及設(shè)置在所述銀或其他導(dǎo)電層上的諸如基于氯化銀的電解質(zhì)層的電解質(zhì)層或其他粘合劑層。
【專利說明】用于生物電勢(shì)測(cè)量的磁共振安全電極
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)，測(cè)量技術(shù)，磁共振技術(shù)，安全技術(shù)，包括心電圖（ECG)、肌 電圖（EMG)、腦電圖（EEG)、視網(wǎng)膜電圖（ERG)等的生物電勢(shì)測(cè)量技術(shù)，采用心臟門控等的門 控MR成像技術(shù)等。
【背景技術(shù)】
[0002] 在諸如心電圖（ECG)、腦電圖（EEG)和類似測(cè)量的常規(guī)生物電勢(shì)測(cè)量中，通過放置 于皮膚上的電極測(cè)量電勢(shì)。常規(guī)地，采用具有高導(dǎo)電性（例如，使用銅電線）的線纜來連接 電極與監(jiān)測(cè)電子裝置。
[0003] 當(dāng)在對(duì)象設(shè)置于磁共振（MR)掃描器中的同時(shí)執(zhí)行生物電勢(shì)測(cè)量時(shí)，用高電阻線 纜替換常規(guī)高導(dǎo)電性線纜。這是考慮到將高導(dǎo)電性線纜放置于MR環(huán)境中能夠出現(xiàn)的許多 問題，包括諸如由RF脈沖和/或磁場(chǎng)梯度引起的加熱、射頻干擾問題等的問題。ECG或其他 生物電勢(shì)測(cè)量?jī)x器在MR設(shè)置中的使用具有許多應(yīng)用。例如，ECG信號(hào)能夠用于監(jiān)測(cè)患者的 情況和/或能夠用于觸發(fā)或門控特定事件，例如成像數(shù)據(jù)采集。以這種方式執(zhí)行的心臟門 控能夠降低因跳動(dòng)的心臟引起的運(yùn)動(dòng)偽影。
[0004] 在MR房間中，由于與MRI環(huán)境相關(guān)聯(lián)的RF熱效應(yīng)和燒傷危險(xiǎn)，分布式或離散的高 電阻線纜用于將電極連接到具有ECG功能的MRI患者監(jiān)測(cè)器。這些高電阻線纜昂貴并且仍 能夠易受加熱和對(duì)患者的隨后的燒傷風(fēng)險(xiǎn)的影響。其難以制造，能夠遭受電感拾取，易受摩 擦電效應(yīng)影響，能夠易受寄生電容影響，并且對(duì)患者移動(dòng)敏感。離散導(dǎo)線的路由能夠?qū)е?ECG性能的不一致和不準(zhǔn)確。
[0005] 由MR掃描器產(chǎn)生的射頻（RF)場(chǎng)能夠在線纜中生成電流或可提高足以超過監(jiān)管標(biāo) 準(zhǔn)允許的表面溫度的表面溫度并且對(duì)患者造成不舒適或燒傷危險(xiǎn)的"熱點(diǎn)"。MR磁場(chǎng)梯度 能夠引起干擾并且還能夠在ECG線纜和連接點(diǎn)上感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生潛在地給出錯(cuò)誤的心 率讀數(shù)、模糊ECG的R-波探測(cè)方案或以其他方式使ECG分析惡化的額外的干擾波形分量。 在每個(gè)電極位置處采用鍍覆搭扣連接器的線纜還引入將每個(gè)一次性電極連接到包括離散 電線和連接器的可重復(fù)使用的線纜的耗時(shí)手動(dòng)任務(wù)。
[0006] Tuccillo等人的美國(guó)公開No. 2006/0247509A1公開一種用在MRI中的線纜，所述 線纜適于響應(yīng)于MR掃描器生成的磁場(chǎng)而抵抗運(yùn)動(dòng)。Tuccillo等人的線纜由在其上使用導(dǎo) 電碳墨繪制多個(gè)導(dǎo)電跡線的柔性卡普頓（Kapton)襯底構(gòu)造而成。在所公開實(shí)施例中，碳墨 具有l(wèi)Oohm/sq的電阻而線纜在長(zhǎng)度上是6英尺并且具有大約330ohm/cm的分布式阻抗。線 纜的端包括具有銅墊的擴(kuò)展區(qū)域，來以一端連接到ECG電極并且以相對(duì)端連接到ECG監(jiān)測(cè) 器。
[0007] 用于生物電勢(shì)測(cè)量的電極還在MR環(huán)境中造成困難。已知電極是銀-氯化 銀（Ag-AgCl)電極。這種類型的電極還用于MR兼容的ECG電極的建構(gòu)中以努力降低 由電極的半電池電勢(shì)形成的DC偏移電壓并且最小化接觸阻抗。膏或凝膠用作到患者 的電解質(zhì)接口。VanGenderingen等人的"Carbon-FiberElectrodesandLeadsfor ElectrocardiographyduringMRImaging"（Radiology,第 171 卷、第 3 號(hào)、第 872 頁 (1989))公開了利用由具有塑料加強(qiáng)的碳纖維導(dǎo)線（碳錐RE-I,Sundstroem，瑞典）的碳 纖維制成的ECG電極替換具有編織金屬導(dǎo)線的常規(guī)Ag-AgClECG電極。其報(bào)導(dǎo)了，與常規(guī) Ag-AgCl電極/編織金屬導(dǎo)線相比，碳纖維電極并不使圖像退化，并且塑料加強(qiáng)使得與由石 墨制成的類似導(dǎo)線相比碳纖維導(dǎo)線較不易受彎曲影響。
[0008] 下文預(yù)見到克服前述限制和其他限制的改進(jìn)的裝置和方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009] 根據(jù)一個(gè)方面，公開了一種在磁共振（MR)環(huán)境中的生物電勢(shì)測(cè)量中使用的電極 片。所述電極片包括：塑料薄層或聚合物薄層；導(dǎo)電跡線，其設(shè)置在所述塑料薄層或聚合物 薄層上，所述導(dǎo)電跡線具有l(wèi)ohm/square或更高的薄層電阻；以及電極，其設(shè)置在所述導(dǎo)電 跡線上并且被配置為附著于人皮膚。
[0010] 根據(jù)另一方面，公開了一種在磁共振（MR)環(huán)境中的生物電勢(shì)測(cè)量中使用的電極 片，所述電極片包括：塑料薄層或聚合物薄層；基于碳的導(dǎo)電跡線，其設(shè)置在所述塑料薄層 或聚合物薄層上；以及電極，其設(shè)置在所述導(dǎo)電跡線上并且被配置為附著于人皮膚。
[0011] 根據(jù)另一方面，公開了一種生物電勢(shì)測(cè)量裝置，其包括：如在前兩段中的任一段中 所述的電極片；監(jiān)測(cè)器或接收器單元，其被配置為接收生物電勢(shì)測(cè)量結(jié)果；以及線纜，其將 所述電極片的所述電極與所述監(jiān)測(cè)器或接收器單元電連接。
[0012] 根據(jù)另一方面，公開了一種系統(tǒng)，其包括：磁共振掃描器；以及如在前一段中所述 的生物電勢(shì)測(cè)量裝置，其中，所述電極片設(shè)置在所述磁共振掃描器的檢查區(qū)域中。
[0013] 一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于提供具有對(duì)渦電流的降低的易感性的用于ECG或其他生物電勢(shì)測(cè) 量的磁共振兼容電極片。
[0014] 另一優(yōu)點(diǎn)在于提供用于ECG或其他生物電勢(shì)測(cè)量的磁共振兼容電極片，所述電極 片對(duì)于抗干擾是魯棒的。
[0015] 另一優(yōu)點(diǎn)在于提供用于ECG或其他生物電勢(shì)測(cè)量的磁共振兼容電極片，所述電極 片提供與對(duì)人皮膚的有效電極附著相組合的前述優(yōu)點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)。
[0016] 對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在閱讀了以下【具體實(shí)施方式】之后，許多額外優(yōu)點(diǎn) 和益處將變得顯而易見。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 本發(fā)明可以采取各種部件和部件的布置，以及各種過程操作和過程操作安排的形 式。附圖僅出于圖示優(yōu)選實(shí)施例的目的，而不得被解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0018] 圖1圖解性示出了具有在MR掃描器之內(nèi)操作的心電圖（ECG)的磁共振（MR)系統(tǒng)。
[0019] 圖2圖解性示出了ECG采集系統(tǒng)。
[0020] 圖3圖解性示出了電極以及如本文所公開的線纜的近端部分。
[0021] 圖4圖解性示出了具有均勻分布的高電阻印刷電路的電極片。
[0022] 圖5圖解性示出了具有非均勻分布的高電阻印刷電路的電極片。
[0023] 圖6到8示出了使用常規(guī)電極片采集的ECG結(jié)果與使用如本文所公開的電極片采 集的ECG結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 參考圖1，磁共振環(huán)境包括設(shè)置于射頻隔離室12(由圍繞MR掃描器10的虛線框圖 解性地指示）中的磁共振（MR)掃描器10,例如，所述射頻隔離室包括電線網(wǎng)格或嵌入于包 含MR掃描器10的MR室的墻壁、天花板和地板中或設(shè)置在包含MR掃描器10的MR室的墻 壁、天花板和地板上的其他射頻網(wǎng)結(jié)構(gòu)。MR掃描器10在圖1中以圖解性側(cè)橫斷面視圖被示 出，并且包括殼體14,所述殼體包含在膛18或其他檢查區(qū)域中生成靜態(tài)（BJ磁場(chǎng)的主磁體 繞組16 (盡管也預(yù)見到常導(dǎo)型磁體繞組，但通常為超導(dǎo)的并且包含于未示出的適合的低溫 容器中）。殼體14也包含用于在靜態(tài)（BJ磁場(chǎng)上疊加磁場(chǎng)梯度的磁場(chǎng)梯度線圈20。如本 領(lǐng)域中已知，這些梯度具有許多應(yīng)用，例如，對(duì)磁共振空間地編碼、破壞磁共振等。經(jīng)由適合 的床24或其他患者支撐/運(yùn)輸裝置將諸如說明性患者22或動(dòng)物（用于獸醫(yī)成像應(yīng)用）等 的成像對(duì)象加載到檢查區(qū)域（在說明性情況中在膛18之內(nèi)）中。MR掃描器可包括本領(lǐng)域 中已知的出于簡(jiǎn)明的目的未示出的許多額外部件，例如，任選的鋼墊片、設(shè)置在殼體14中 的任選的全身射頻（RF)線圈等。MR掃描器通常還包括同樣出于簡(jiǎn)明的目的未示出的許多 輔助或補(bǔ)助部件，例如，以一些范例的方式，用于主磁體16和磁場(chǎng)梯度線圈20的電源、任選 的局部RF線圈（例如，表面線圈、頭部線圈或肢體線圈等）、RF發(fā)送器和RF接收硬件、和 各種控制系統(tǒng)和圖像重建系統(tǒng)。此外，應(yīng)當(dāng)理解，為水平膛型掃描器的說明性MR掃描器10 僅僅是說明性范例，并且更具體而言，適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合任意類型的MR掃描器（例如，垂直膛掃描 器、開放膛掃描器等）采用所公開的MR安全線纜和電極。
[0025] 在操作中，主磁體16操作以在檢查區(qū)域18中生成靜態(tài)B。磁場(chǎng)。由RF系統(tǒng)（例 如，包括發(fā)送器和設(shè)置于膛中的一個(gè)或多個(gè)RF線圈或殼體14中的全身RF線圈）生成處于 針對(duì)待激發(fā)的物類（例如，在MR光譜學(xué)或多核MR成像應(yīng)用中通常為質(zhì)子，盡管其他種類也 可被激發(fā)）的拉莫爾頻率（即，磁共振頻率）處的RF脈沖。這些脈沖在對(duì)象22中的由適 合的RF探測(cè)系統(tǒng)（例如，一個(gè)或多個(gè)磁共振線圈和適合的接收器電子器件）探測(cè)的目標(biāo)物 類（例如，質(zhì)子）中激發(fā)核磁共振（NMR)。任選地在激發(fā)之前或在激發(fā)期間、在讀出之前的 延遲周期（例如，回波時(shí)間或TE)期間、和/或在讀出期間由梯度線圈20施加磁場(chǎng)梯度，以 便對(duì)NMR信號(hào)空間地編碼。圖像重建處理器應(yīng)用與所選空間編碼一致的適合的重建算法， 以便生成磁共振圖像，所述磁共振圖像然后可以被顯示、被繪制、與其他MR圖像和/或來自 其他模態(tài)的圖像融合或?qū)Ρ?、或以其他方式被利用?br>
[0026] 繼續(xù)參考圖1并且進(jìn)一步參考圖2,作為MR流程的部分，使用設(shè)置在患者的適當(dāng)部 分上（例如，在ECG的情況中在胸部皮膚上并任選地還在肢體皮膚上，或在EEG的情況中在 頭皮上等）的電極30采集生物電勢(shì)測(cè)量結(jié)果。在說明性的圖1中，四個(gè)電極設(shè)置在公共襯 底32上以形成電極片34。公共襯底32為（說明性的四個(gè)）電極提供限定的間隔和支撐襯 底。針對(duì)特定應(yīng)用選擇電極的數(shù)量、布置和位置。在ECG的情況中，一些公共電極配置包括 通常包括大約五個(gè)電極的EASI配置及其變型，以及所謂的12-導(dǎo)聯(lián)ECG，在標(biāo)準(zhǔn)12-導(dǎo)聯(lián) ECG配置中，12-導(dǎo)聯(lián)ECG采用設(shè)置在胸部和肢體上的十個(gè)電極。在一些實(shí)施例中，電極可 為離散的而非如在說明性范例中設(shè)置在公共貼片上。
[0027] 線纜36包括設(shè)置在襯底40上的導(dǎo)電跡線38的形式的導(dǎo)體。盡管導(dǎo)電，但與諸如 銅跡線的常規(guī)印刷電路相比，跡線38是高電阻的。例如在一些實(shí)施例中，跡線38具有l(wèi)ohm/ sq或更高的薄層電阻Rs。（相比之下，典型印刷電路中的銅跡線具有大約0. 05ohm/Sq或更 低的薄層電阻）。更一般而言，材料電阻率P與跡線的厚度t和寬度W-起被選擇以提供 所期望的導(dǎo)體電阻。如本領(lǐng)域中已知，通過形成層的材料的體電阻率P除以層厚度t來給 出薄層電阻Rs，即，Rs=p/t。然后，具有長(zhǎng)度L和寬度W的厚度為t的跡線（S卩，導(dǎo)體） 的電阻R被給出為R=RsX(L/W)。
[0028] 在一些實(shí)施例中，由應(yīng)用于襯底40的設(shè)置在溶劑基質(zhì)中的導(dǎo)電顆粒的混合物形 成導(dǎo)電跡線38。在固化時(shí)，溶劑耗散留下通過固化的殘余物接合到襯底40的導(dǎo)電顆粒。在 一些實(shí)施例中，通過絲網(wǎng)印刷由設(shè)置于襯底40上的石墨、納米管、巴克球、或其他基于碳的 顆粒形成導(dǎo)電跡線38,或通過另一沉積工藝來形成導(dǎo)電跡線38。替代基于碳的顆粒，能夠 選擇具適合的（體）電阻率以及機(jī)械性質(zhì)和熱性質(zhì)的其他材料的顆粒，例如，摻雜半導(dǎo)體材 料、硅酮顆粒、金屬氧化物材料等。替代絲網(wǎng)印刷，其他工藝能夠用于在襯底40上形成跡線 38,例如，沉積塊層并且進(jìn)行蝕刻以限定跡線、通過真空蒸發(fā)工藝沉積跡線等。形成跡線38 的材料還應(yīng)是非鐵磁性的以避免對(duì)MR掃描器的干擾。
[0029] 襯底40可以是能夠以適合的電絕緣來支撐導(dǎo)體38的任意襯底。一些適合的襯 底包括塑料襯底或聚合物襯底，例如，Melinex?薄層或膜（可從DuPont Teijin Films, Chester，VA獲得）、聚酰亞胺薄層或膜等。與跡線38的材料的導(dǎo)電性相比，襯底應(yīng)該是 電絕緣的；或者，襯底能夠?qū)щ姷ㄆ渖显O(shè)置有跡線的電絕緣層，其中與跡線38的材料 的導(dǎo)電性相比，電絕緣層是絕緣的。在一些實(shí)施例中，襯底40有利地具有一些柔性（如在 Melinex?.薄層或膜的情況中）以使得線纜36能夠在某種程度上具有柔性。
[0030] 線纜36從電極30延伸到接收器單元42。在說明性范例中，接收器單元42是無 線ECG模塊，其接收所測(cè)量的電勢(shì)信號(hào)并且經(jīng)由無線通道44(在圖1中由雙頭虛曲線圖解 性地指示）將其發(fā)送到位于MR室12之外（或任選地之內(nèi)）的ECG監(jiān)測(cè)器46。無線ECG模 塊42能夠位于膛18之內(nèi)（如圖示的）或之外（例如，通過使線纜延伸通過穿過MR殼體14 的通道或延伸出膛18的開口）。此外，預(yù)見到省略無線ECG模塊，并且替代地將線纜直接 延伸到ECG監(jiān)測(cè)器（在該情況中，ECG監(jiān)測(cè)器是接收器單元），但這將通常需要實(shí)質(zhì)上較長(zhǎng) 的線纜。ECG監(jiān)測(cè)器46被配置為處理并顯示所采集的生物電勢(shì)測(cè)量結(jié)果。例如，在ECG監(jiān) 測(cè)器46的說明性情況中，ECG數(shù)據(jù)可以顯示為ECG跡線，并且可任選地被處理以探測(cè)R-波 出現(xiàn)或其他ECG事件以用于門控MR成像等。在一些實(shí)施例中，所采集的ECG(或其他生物 電勢(shì)）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于非瞬態(tài)存儲(chǔ)介質(zhì)上，例如，硬盤驅(qū)動(dòng)器、閃存驅(qū)動(dòng)器等和/或打印于紙上 (例如，作為ECG跡線）。
[0031] 參考圖3,在側(cè)橫斷面視圖中示出用于線纜34和電極30的適合配置，從而示出設(shè) 置于襯底40上的導(dǎo)體或跡線38。任選地，保護(hù)層50覆蓋跡線38以提供電絕緣和對(duì)由磨損 等引起的損壞的保護(hù)。與跡線38的材料相比，保護(hù)層50應(yīng)該是電絕緣的，并且應(yīng)該是非鐵 磁性的和MR兼容的。保護(hù)層50的一些適合實(shí)施例包括在沉積或以其他方式形成跡線38 之后應(yīng)用在襯底40的頂部上的聚合物薄層或聚酰亞胺薄層，或在襯底40和跡線38的頂部 上沉積絕緣塑料、聚合物、或其他材料以形成保護(hù)層50。保護(hù)層50還可以是泡沫隔熱層以 提供患者舒適度。
[0032] 繼續(xù)參考圖3,能夠以類似方式形成電極片34,其中公共襯底32是Melinex?薄 層或膜或者具有適當(dāng)?shù)碾娊^緣和MR兼容性質(zhì)并且具有所期望的柔性的其他適合襯底。電 極的公共襯底32能夠與（如說明性圖3中的）線纜36的襯底40材料相同，或能夠是不同 材料的。電極30設(shè)置于形成在襯底32上的跡線58上。跡線58能夠具有與線纜36的跡 線38相同的材料和沉積技術(shù)，例如，基于碳的印刷跡線。連接和支撐電極30的線纜36的 跡線38和跡線58能夠是相同材料的（如圖示的），或能夠是不同材料的。電極30使用適 合的層或?qū)佣询B形成于跡線58上以促進(jìn)與患者或其他對(duì)象22的皮膚60的電接觸。在一 個(gè)適合的實(shí)施例中，電極30包括設(shè)置在基于碳的跡線58上的銀層62和設(shè)置在銀層62上 的基于氯化銀的電解質(zhì)層64。電解質(zhì)層64能夠充當(dāng)粘合劑，或能夠提供額外的粘合層（未 示出）。電極片34優(yōu)選地包括保護(hù)層70,保護(hù)層70可以是與線纜36的保護(hù)層50材料相 同。然而，保護(hù)層70應(yīng)包括用于電極30的開口以使得電極30能夠接觸皮膚60。預(yù)見到包 括恰好在電極施加到皮膚60之前脫離或以其他方式移除的設(shè)置于電極30上方的脫離突片 或其他覆蓋物（未示出）。
[0033] 繼續(xù)參考圖3,電極片34與線纜36之間（或者，在采用個(gè)體電極而非片的實(shí)施例 中，個(gè)體電極與線纜36之間）的電連接和線纜36與接收器單元42之間的電連接能夠采取 各種形式。在圖3的說明性范例中，在線纜36的遠(yuǎn)離電極片34的端處，每一導(dǎo)體或跡線 38涂覆有導(dǎo)電適當(dāng)?shù)模⊿卩，比導(dǎo)體或跡線38更導(dǎo)電的）材料的層或?qū)佣询B72。在說明性 范例中，層72是相當(dāng)于電極30的銀層62的銀層，但省略了氯化銀涂層64。在其他實(shí)施例 中，層72可以是銀、銅或比形成跡線38的材料具有更高的導(dǎo)電性的另一材料。在一些實(shí)施 例中，層72是添加的金屬箔片。保護(hù)層50不覆蓋這些層72。該效應(yīng)將形成能夠插入到接 收器單元42的配合插座中的邊緣連接器74。除非線纜的遠(yuǎn)端延伸到MR掃描器的之外，否 則一個(gè)或多個(gè)層72應(yīng)由MR兼容材料制成，例如，非鐵磁性的材料。盡管未在圖3中示出， 但電極片34與線纜36之間的連接能夠采用類似布置，除了具有附著到部件34、36中的一 個(gè)的配合連接器。
[0034] 通過將線纜36和電極片34制造為單獨(dú)的元件，線纜能夠被再使用而貼片將通常 是針對(duì)患者使用一次并且然后被丟棄的一次性消耗品?；蛘撸谝恍?shí)施例中，電極片34 和線纜36形成為在實(shí)現(xiàn)襯底32、40兩者的單件式襯底上的單個(gè)整體結(jié)構(gòu)，并且與跡線38、 58 -起形成單個(gè)連續(xù)的跡線。這種方法將患者工作流程簡(jiǎn)化為通過將邊緣連接器74插入 到接收器單元42的配合插座中（或備選地，插入到ECG監(jiān)測(cè)器的配合插座中）、將電極30 應(yīng)用于患者并且運(yùn)行ECG來利用單件式ECG貼片/線纜。消除了連接線纜與ECG電極的步 驟。因?yàn)榫€纜和貼片制作為單個(gè)整體結(jié)構(gòu)，降低了丟棄線纜的額外成本。
[0035] 在各種實(shí)施例中，通過任意重現(xiàn)方法（例如，通過絲網(wǎng)印刷），跡線38、58適當(dāng)?shù)赜?具有應(yīng)用于平面柔性襯底32、40 (例如，基于聚合物樹脂的膜）的特定電阻的基于碳的墨形 成。印制跡線38、58可以是固體的或可以包含諸如影線的特征以在跡線中減少渦電流生成 或用以在相同幾何結(jié)構(gòu)的情況下使電阻變化。線纜可以具有從1到12(或者更多，如果適 用于應(yīng)用）的任意數(shù)目的導(dǎo)體。例如，在12-導(dǎo)聯(lián)ECG設(shè)置中，線纜可包括12個(gè)導(dǎo)體38,而 在EASIECG設(shè)置中可以僅包括5個(gè)導(dǎo)體。所有導(dǎo)體可以在單個(gè)襯底上或可以在不同襯底 上以適應(yīng)各種患者身體形狀和/或以簡(jiǎn)化線纜路由。
[0036] 在其他預(yù)見到的方面中，導(dǎo)體38、58的電阻可沿著跡線38、58均勻地或非均勻地 分布。例如，能夠通過使跡線寬度和/或厚度變化或通過使用"棋盤"圖案或針對(duì)跡線的其 他非均勻印制圖案來實(shí)現(xiàn)非均勻分布。還預(yù)見到將電部件添加到線纜36和/或電極片34。 例如，可以添加離散電阻部件，或可以沿著跡線插入小區(qū)域的較高電阻材料，以形成局部化 電阻。任選地由保護(hù)性屏障（例如，法拉第筒）圍繞線纜36和/或電極片34以最小化電 干擾。通過將陷波濾波器或低通濾波器、集成電路部件、天線電路、電源、傳感器（例如，壓 電傳感器或MEMS加速度計(jì)）或光學(xué)元件粘著或以其他方式附著到襯底32、40并且任選地 粘著或以其他方式附著到各種跡線38、58,來將這些部件任選地并入到線纜36和/或電極 片34中。
[0037] 參考圖4和圖5,示出用于電極片34的一些說明性配置。在這些實(shí)施例中，貼片 34包括連接器80,例如，連接器80可以接受線纜36的邊緣連接器（未示出），所述邊緣連 接器類似于圖3中所示出的邊緣連接器74,除了被定位于線纜36的靠近于電極片34的端 處。在圖4的貼片實(shí)施例中，跡線58是連續(xù)跡線。在圖5的貼片實(shí)施例中，跡線58C具有 與跡線58相同的布局，但以僅具有50%覆蓋率的"棋盤"圖案沉積（參見圖5的插圖）。通 過降低跡線的面積覆蓋率，薄層電阻Rs有效地增加（例如，對(duì)于50%面積覆蓋率而言，通常 增加了大約為2的因數(shù)）。
[0038] 通過印刷電極和導(dǎo)線連接，在不同情況之間并且針對(duì)相同患者確保了導(dǎo)線路由的 可重復(fù)性和可重現(xiàn)性?；颊咭苿?dòng)較不可能地感生電壓或?qū)⒃肼曇氲缴镫妱?shì)測(cè)量結(jié)果， 因?yàn)檫@樣的運(yùn)動(dòng)并不改變電極或?qū)Ь€（即，導(dǎo)體38、58)的相對(duì)間隔。如果襯底32、40具有 特定柔性，那么可導(dǎo)致一些運(yùn)動(dòng)相關(guān)的電壓感生和噪聲，但相對(duì)于針對(duì)個(gè)體線情況，運(yùn)動(dòng)的 量（并且因此，所引入的噪聲）大幅度降低。此外，能夠通過對(duì)襯底柔性（例如，由襯底的厚 度控制，因?yàn)檩^厚襯底通常較不具柔性）的適當(dāng)設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)患者舒適度和準(zhǔn)備便利性（通 過使得襯底具有柔性來促進(jìn)）與噪聲（通過使得襯底具有剛性來抑制）之間的折衷。
[0039] 用于電極和線纜的材料被選擇，以使得質(zhì)子發(fā)射并不使MR圖像模糊，并且最小化 接觸阻抗并且最小化偏移電壓。所公開的線纜和電極易于構(gòu)建成"MR安全的"而非僅"MR 條件的"。（區(qū)別在于，對(duì)于"MR安全的"而言，應(yīng)不存在這樣的條件：在該條件下部件對(duì)患 者造成危險(xiǎn)或在MRI中引入功能性限制）。
[0040] 盡管在所公開的實(shí)施例中，電極30通過粘合劑附著，但是備選地，能夠使用機(jī)械 機(jī)構(gòu)（而非粘合劑）來附著貼片。此外，可使用除銀-氯化銀以外的材料來形成電極組織接 口電路。例如，可以使用凝膠浸泡海綿或膏來形成電極組織接口電路。與保護(hù)層50-樣， 電極片34的保護(hù)層70可以有利地為泡沫隔熱層。
[0041] 參考圖6到圖8,針對(duì)電極片34的原型示出測(cè)試ECG結(jié)果。在Philips3. 0T Achieva?MRI掃描器中執(zhí)行所述測(cè)試。使用現(xiàn)有商業(yè)電極片（即，"當(dāng)前電極"）對(duì)電極片 34(即，"所公開的電極"）來評(píng)估若干高dB/dT掃描序列。用于評(píng)估性能的準(zhǔn)則包括R-波 對(duì)T-波幅度的比率（其中比率越大越好，因?yàn)槠浞乐筎-波被檢測(cè)為R-波從而形成對(duì)MRI 的誤觸發(fā)/同步）和基線中的變化（或RMS噪聲）（其中，越低越好，因?yàn)槠浞乐筊-波在 R-波檢測(cè)期間被掩蓋）。圖6示出擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI)掃描的結(jié)果。圖7示出場(chǎng)回波，回 波平面成像（FE-EPI)掃描的結(jié)果。圖8示出全元素掃描（surveyscan)的結(jié)果。
[0042] 已參考優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明。明顯地，其他人在閱讀并理解前述具體描述之 后可進(jìn)行若干修改和變化。本發(fā)明應(yīng)當(dāng)被解釋為包括所有這些修改和變化，只要其落入權(quán) 利要求書或其等價(jià)要件的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種在磁共振（MR)環(huán)境中的生物電勢(shì)測(cè)量中使用的電極片（34)，所述電極片包 括： 塑料薄層或聚合物薄層（32); 導(dǎo)電跡線（58)，其設(shè)置在所述塑料薄層或聚合物薄層上，所述導(dǎo)電跡線具有l(wèi)ohm/ square或更高的薄層電阻；以及 電極（30)，其設(shè)置在所述導(dǎo)電跡線上并且被配置為附著于人皮膚。
2. -種在磁共振（MR)環(huán)境中的生物電勢(shì)測(cè)量中使用的電極片（34)，線纜包括： 塑料薄層或聚合物薄層（32);以及 基于碳的導(dǎo)電跡線（58)，其設(shè)置在所述塑料薄層或聚合物薄層上；以及 電極（30)，其設(shè)置在所述基于碳的導(dǎo)電跡線上并且被配置為附著于人皮膚。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電極片（34)，其中，所述基于碳的導(dǎo)電跡線（58)具有l(wèi)ohm/ square或更高的薄層電阻。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的電極片（34)，其中，所述導(dǎo)電跡線（58)包括 基于石墨的跡線。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的電極片（34)，其中，所述導(dǎo)電跡線（58)包括 通過絲網(wǎng)印刷而設(shè)置在所述塑料薄層或聚合物薄層上的基于碳的墨。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的電極片（34)，其中，所述電極（30)包括附著 層（64)，所述附著層設(shè)置在所述導(dǎo)電跡線（58)上并且被配置為附著到包括銀層的人皮膚 或動(dòng)物皮膚。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電極片（34)，其中，所述附著層（64)包括氯化銀。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電極片（34)，其中，所述附著層￠4)是基于氯化銀的電解質(zhì) 層。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電極片（34)，其中，所述電極（30)還包括插入在所述導(dǎo)電跡 線（58)與所述基于氯化銀的電介質(zhì)層（64)之間的銀層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的電極片（34)，其中，所述電極（30)包括設(shè) 置在所述導(dǎo)電跡線（58)上的導(dǎo)電材料層（62)，其中，所述導(dǎo)電材料比包括所述導(dǎo)電跡線的 材料更加導(dǎo)電。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電極片（34)，其中，所述導(dǎo)電材料層（62)包括銀。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)所述的電極片（34)，還包括： 設(shè)置在所述導(dǎo)電跡線（58)以及所述塑料薄層或聚合物薄層（32)上的電絕緣保護(hù)層 (70)，所述電絕緣保護(hù)層不覆蓋所述電極（30)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的電極片（34)，其中，所述電絕緣保護(hù)層（70)包括泡沫隔熱 層。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至13中的任一項(xiàng)所述的電極片（34)，包括由所述塑料薄層或聚合 物薄層（32)的凸出限定的線纜（36)，所述導(dǎo)電跡線沿所述線纜延伸。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至13中的任一項(xiàng)所述的電極片（34)，還包括： 連接器（80)，其被配置為與線纜（36)相連接。
16. -種生物電勢(shì)測(cè)量裝置，包括： 如權(quán)利要求1至15中的任一項(xiàng)中所述的電極片（34); 監(jiān)測(cè)器或接收器單元（42)，其被配置為接收生物電勢(shì)測(cè)量結(jié)果；以及 線纜（36)，其將所述電極片的所述電極（30)與所述監(jiān)測(cè)器或接收器單元電連接。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的生物電勢(shì)測(cè)量裝置，其中，所述生物電勢(shì)測(cè)量結(jié)果是心電 圖（ECG)測(cè)量結(jié)果。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的生物電勢(shì)測(cè)量裝置，其中，所述生物電勢(shì)測(cè)量結(jié)果是以下 中的一種：心電圖（ECG)測(cè)量結(jié)果、肌電圖（EMG)測(cè)量結(jié)果、腦電圖（EEG)測(cè)量結(jié)果和視網(wǎng) 膜電圖（ERG)測(cè)量結(jié)果。
19. 一種系統(tǒng)，包括： 磁共振掃描器（10);以及 如在權(quán)利要求16至18中的任一項(xiàng)中所述的生物電勢(shì)測(cè)量裝置，其中，所述電極片（34) 設(shè)置在所述磁共振掃描器的檢查區(qū)域中。
【文檔編號(hào)】A61B5/0478GK104394763SQ201380033779
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月25日
【發(fā)明者】F·P·奧尼爾, E·M·雷伊, M·D·納爾遜 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司