(57)【要約】  本発明は、患者の近くでの長いケーブル及びユニティゲインバッファアンプ（３２）の使用によりＭＲＩ処置の間に取得される電子生理的信号の電気的干渉の課題を、ケーブル（１８）を駆動するための出力インピーダンスを低くし、したがって容量結合した干渉を大いに減らすことで解決する。受動的低域通過フィルタリングをバッファアンプ（３２）の前に組み込み、ＭＲＩシステム（１０）からの高周波の干渉を減らす。バッファアンプは、デジタル信号を必要とせず、また高周波信号を発しないので、ＭＲＩシステム（１０）に干渉しない。
2008516693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＲＩ処置を受けている患者から電子生理的信号を取得する方法であって、該方法は、
ＭＲＩ処置を受けている患者から電子生理的信号を検出することと、
ＭＲＩシステムに隣接して位置するバッファアンプを通して電子生理的信号を送ることと、
ＭＲＩシステムから充分な距離をおいた位置にある電子生理的レコーダでバッファー付き信号を受信することで、ＭＲＩ処置において電子生理的レコーダが電磁干渉を発生しないようにすることと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、電子生理的信号にフィルタをかけて、選択された周波数より大きい信号エレメントを取り除くことをさらに含む方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、ＭＲＩ処置において電磁干渉を作成することなく電子生理的信号をデジタル信号に変換することを更に含む方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、バッファアンプがユニティゲインを有する方法。
【請求項５】
ＭＲＩ処置の間に電子生理的信号を取得する装置であって、該装置は、
電子生理的信号を受信するための入力ポートと、
入力ポートと通信する複数のバッファアンプと、
バッファアンプと通信し、ＭＲＩ処置室の外側まで延びる充分な長さのある出力ケーブルと、
入力ポートおよびバッファアンプをＭＲＩシステムに隣接して配置するよう適合された筐体とを含むことを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置において、前記バッファアンプがユニティゲインオペアンプを含む装置。
【請求項７】
請求項５に記載の装置において、入力ポートとバッファアンプの間の回路に接続される低域通過フィルタを更に含む装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置において、低域通過フィルタが受動的なＲＣフィルタである装置。
【請求項９】
請求項５に記載の装置において、バッファアンプがＭＲＩ処置室の外に位置するよう適合された電源を含む装置。
【請求項１０】
請求項５に記載の装置において、出力ケーブルと通信する電子生理的レコーダを更に含む装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置において、電子生理的レコーダがＥＥＧ装置である装置。
【請求項１２】
ＭＲＩシステムへの使用に適合するＥＥＧシステムであって、該システムは、
複数のセンサと、
センサと通信する複数のバッファアンプと、
バッファアンプと通信するＥＥＧレコーダで、ＭＲＩシステムにおいて電磁干渉を発生しないようＭＲＩシステムから充分な距離とって位置するよう適合されたＥＥＧレコーダと
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のＥＥＧシステムにおいて、バッファアンプの電源を更に含み、該電源は、ＭＲＩ処置の間に電磁干渉を発生しないよう、バッファアンプから充分な距離をとって位置するよう適合されるシステム。
【請求項１４】
請求項１２に記載のＥＥＧシステムにおいて、センサとバッファアンプの間の回路において接続される低域通過フィルタを更に含むシステム。
【請求項１５】
請求項１２に記載のＥＥＧシステムにおいて、バッファアンプがユニティゲインオペアンプを含むシステム。
【請求項１６】
ＭＲＩ処置の間に電子生理的信号を得る方法であって、該方法は、
ＭＲＩシステムから十分な距離をとって電子生理的レコーダを配置し、電子生理的レコーダがＭＲＩ処置に干渉しないようにし、
ＭＲＩユニットに隣接して緩衝増幅システムを配置し、
ＭＲＩ処置を受けている患者から電子生理的信号を得て、
バッファアンプを経て電子生理的レコーダに電子生理的信号を送ること
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法において、電子生理的信号が電子生理的レコーダに達する前に、電子生理的信号をフィルタリングすることを更に含む方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法において、フィルタリングが電子生理的信号に低域通過フィルタを用いることを含む方法。
【請求項１９】
請求項１６に記載の方法において、バッファアンプから充分な距離をとってバッファアンプの電源を配置し、該電源がＭＲＩシステムにおいて電磁干渉を発生しないようにすることを更に含む方法。
【請求項２０】
請求項１６に記載の方法において、バッファアンプから充分な距離を有する場所で、電子生理的信号をデジタル信号に変換し、ＭＲＩシステムにおいて電磁干渉を発生しないようにすることを更に含む方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）は、体の断面像を作成し、これを用いてけが又は疾患を診断する為の医学技術であり。典型的なＭＲＩシステムは、強力な電磁波および円筒状磁石を使用して、人体の固有の磁気的特性を操作する。本質的に、ＭＲＩシステムは、水素原子が交互に磁化され、電磁波にさらされる時の、水素原子の共鳴運動を測定する。罹患した、または損傷した組織の水素原子の状態は、正常な組織における状態とは異なるので、典型的ＭＲＩ処置の下でより容易に検出される。
【０００２】
患者が自身の内部組織の構造に関する情報を得るためにＭＲＩ処置を受けるときに、同時に患者の電子生理的データを得て、さらに患者の診断を補助したり、あるいは患者の状態を測定したりすることは時に有益である。例えば、ＭＲＩシステムと連動して脳波図（ＥＥＧ）または心電図（ＥＣＧ）を利用することは、有益となりうる。しかしながら、従来技術による装置から電子生理的データを得ることは、ＭＲＩ処置に悪影響を与える電磁干渉を起こしうる。あるいはＭＲＩ装置が、従来技術による方法で送信される電子生理的データに悪影響を与える電磁干渉を起こしうる。
【０００３】
例えば、最新のＥＥＧ装置は、コンピュータによって観察し、また処理するのに適しているデジタル形式のＥＥＧ波形を取得するために、通常高速のデジタル開閉信号を使用する。これは、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）により、ＥＥＧを、元々のアナログ信号から大体８〜２４ビットの二進表示に変換することを必要とする。この二進信号は、次いで、ＵＳＢ、バラレルポートまたはイーサネット（登録商標）ポート等の標準インターフェイスを介してコンピュータへ容易に転送される。デジタル信号は、基本的なデジタル信号周波数が数キロヘルツにすぎない場合であっても、数十メガヘルツもの周波数領域において干渉調波を発生させ得る、非常に速い切換端を有する。重大な問題は、これらの高周波数調波がＭＲＩ装置の近くに位置する機器から放射され、撮像処理を妨害するおそれがあるということである。従って、コンピュータや従来の電子生理的記録装置のような高周波の主要な発生源は、ＭＲＩ室の外に位置しなければならない。
【０００４】
従来技術においては、患者のＥＥＧまたはＥＣＧが記録されることになっている場合、電極信号はＭＲＩ室の外に位置するＥＥＧ装置に長いケーブルを経て送られる。しかしながら、ＥＥＧ信号に対して長いケーブルを使用することによって、ＭＲＩシステムまたは近くの主電源からの電気的干渉を受け、それにより電子生理的信号に容量結合されうる。この種の干渉の振幅は、ＥＥＧ信号を大いに劣化させる恐れがある。典型的ＥＥＧ信号は、最大振幅が１０〜１００マイクロボルトに過ぎないので、２５０〜５５０ボルトの最大振幅の電圧を有する主電源ケーブルによって、容易に混信される。
【０００５】
従って、ＭＲＩ処置中で患者が観察されている間に発生する電磁干渉を最小化する方法と装置が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ＭＲＩ走査の間に取得される、患者の電子生理的信号への緩衝増幅器の使用に関するものである。本方法と装置は、ＭＲＩや主電源に誘発された、電子生理的信号への電磁干渉の量を減らし、同時にＭＲＩシステムへの電磁的干渉の量を最小化する。
【０００７】
一実施例において、本発明は、ユニティゲインバッファアンプを患者の近くで用いることによる、長い電子生理的信号のケーブルにおける電気干渉の課題を、ケーブルを駆動するための出力インピーダンスを低くし、したがって容量結合による干渉を大いに低減することにより解決する。受動的な低域フィルタリングをバッファアンプの前に組み入れて、ＭＲＩシステムからの高周波による干渉を減らすことができる。バッファアンプはデジタル信号を必要とせず、また高周波信号を発しないので、ＭＲＩシステムに干渉しない。ＭＲＩ処置を受けている患者の電子生理的信号記録に対する電気的干渉を、患者の近くに位置するユニティゲインバッファアンプを用いることによって、低減することができる。バッファアンプが低出力インピーダンスであることは、ＭＲＩ装置または近く主電源線からの容量結合による干渉を大いに減じて長いケーブルが引かれることを可能とする。ケーブルをＭＲＩ室の外に引き、そこで従来技術による電子生理的記録装置に接続することもできる。
【０００８】
さらに、本発明は電子生理的信号のアナログデジタル変換をＭＲＩ室の外で行うことを可能にするので、本発明はＭＲＩシステムに対する電磁干渉の量を低減する。アナログデジタル変換処理に伴って発生するデジタル信号による高局波はＭＲＩ室の外にあるので、干渉は減少する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
保護しようとする内容の容易化及び理解のために、添付の図面に実施例を例示する。図面を参照し、以下の説明とともに考慮した場合には、保護しようとする内容、その構成および作用、ならびにその多くの利点が容易に理解され、認められるべきである。
【００１０】
図１および２に示すように、本発明は、ＭＲＩシステム１０および、ＭＲＩシステム１０を電磁干渉から守る壁すなわち障壁システム１２を含むＭＲＩ処置室において典型的に利用される。一実施例において、本発明は、ＭＲＩ処置を受けている患者１５に配置される複数のセンサ／電極１４を含む。各々のセンサ１４はＭＲＩシステム１０に隣接して位置する緩衝増幅システム１７にリード線１６を経て接続される。緩衝増幅システムは、直接ＭＲＩシステム１０に接続しているか、ＭＲＩシステム１０の近くに置かれている。ケーブル１８は緩衝増幅システム１７と電子生理的レコーダ２０と、壁１２の反対側に位置する電源２２との間の通信経路を提供する。
【００１１】
一実施例において、電極１４は患者１５に取り付けられ、患者１５はＭＲＩシステム１０の孔の内部に位置する。リード線１６は、電子生理的信号を電極１４から緩衝増幅システム１７の入力ポート２５に伝える。緩衝された出力信号は、緩衝増幅システム１７の出力ポート２６に供給されて、壁１２にあるポート２７を通るケーブル１８を経てＭＲＩ室の外に位置する電子生理的レコーダ２０に送られる。ＭＲＩ室の外に位置する電源２２は緩衝増幅システム１７に電力を供給するために、回路においてケーブル１８を経て緩衝システムに接続される。この電源２２は、一つ以上のバッテリーを含むことができる。
【００１２】
一実施例において、緩衝増幅システム１７は、図２で更なる詳細に示すように、複数の低域通過フィルタ３０およびバッファアンプ３２を含む。入力ポート２５で受け取られる電子生理的信号は、受動ＲＣフィルタ３０を使用して低域通過フィルタをかけられ、ＭＲＩ装置から放射している高周波信号の振幅を減らす。図示の二極フィルタは、この目的に用いられうる多くの低域通過フィルタの1つである。当業者は、開示された実施例に換えて、既知の低域通過フィルタの実施例を容易に適用することが出来る。
【００１３】
一実施例において、バッファアンプ３２は、ユニティゲインが安定しており、かつ長いケーブル等の容量性負荷の大きいものを駆動することができるオペアンプ３４を含む。理想的には、オペアンプ３４および増幅システム１７の他の構成要素は、ＭＲＩ機械の磁場を妨げないために、強磁性体を含むべきではない。オペアンプ３４はまた、できるだけ正確に電極信号を復元するために、低いバイアス電流、低いノイズおよび低いひずみを有すべきである。ユニティゲインを提供することは、高精度抵抗を使用することなく、チャネル間での非常に正確なマッチングを可能にする。オペアンプ３４としての用途に適しているオペアンプの例の１つは、アナログデバイス製のＡＤ８６２８ＡＲＴである。
【００１４】
一実施例において、緩衝増幅システム１７は、バッファアンプ３２および低域通過フィルタ３０を収容するために、筐体４０を含む。筐体４０は複数の入力ポート２５を有し、それによってそれぞれのリード線１６がそれに関する低域通過フィルタ３０とバッファアンプ３２とに接続できるようにすることができる。筐体４０はまた、ケーブル１８が各々のバッファアンプ３２に結びつく、分離した出力ポート２６を含み得る。緩衝増幅システム１７を、ＥＥＧシステムまたは任意の公知の電子生理的モニタと一体化することができる。
【００１５】
バッファアンプの出力端でのケーブルの電気容量Ｃｓは、アンプ不安定性を防止する様に選ばれなければならない。バッファアンプ３２の構成要素Ｒｏ、ＲｆおよびＣｆは、以下の既知の関係を満たすことによって、ケーブルの電気容量Ｃｓの存在下において、アンプ３２を安定させる様に選ばれる。
ＲｏＣｓ<０．５ＲｆＣｆ
緩衝増幅器３２を安定させる具体的な方法は、重要でない。
【００１６】
上述した説明および添付の図面で説明されている事項は、例示として挙げたもので、限定するものではない。特定の実施例を図示および説明してきたが、出願人の貢献のより広義の態様から逸脱することなく、変更及び改造をなし得ることは、当業者にとって明らかである。従来技術に基づいた適切な見方で見たときに、求められる保護の実際の範囲は特許請求の範囲において定められることを意図する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の一実施例のブロック線図である。
【図２】図２は、図１のバッファアンプの一実施例の回路図である。
【図１】
2008516693.tif 000003
【図２】
2008516693.tif 000004
【国際調査報告】
2008516693.tif 000005
2008516693.tif 000006
2008516693.tif 000007