MRI的進步側重于提高MRI掃描的分辨率和增加MRI機器磁場強度。這兩項增強都取決于用于承載射頻脈沖和感測磁重新對齊質子返回的極其微弱信號的非磁性射頻連接器的質量。與以前的 MRI 技術相比,更高的分辨率和更高功率的 MRI 需要更多、更密集的射頻互連,這給設計、制造和維護 MRI 機器帶來了新的設計挑戰。
為什么MRI機器依賴于非磁性射頻連接器
磁共振成像(MRI)相對于其他成像技術的整體優勢催生了MRI技術的競爭和進步,以及旨在與MRI使用兼容的新醫療設備。雖然MRI在神經病學等領域已有既定用途,但在醫學界,MRI越來越多地用于新的應用,例如磁共振血管造影(MRA)和心臟MRI(CMRI)。因此,人們越來越關注開發更先進的MRI技術,以服務于現有應用并實現新的用例。
MRI的進步側重于提高MRI掃描的分辨率和增加MRI機器磁場強度。目前正在進行研究和研究,以開發更高磁場強度的MRI機器,這可能導致從今天看到的1.5特斯拉MRI到3特斯拉MRI的過渡到7特斯拉甚至超過10特斯拉MRI。這兩項增強都取決于用于承載射頻脈沖和感測磁重新對齊質子返回的極其微弱信號的非磁性射頻連接器的質量。與以前的 MRI 技術相比,更高的分辨率和更高功率的 MRI 需要更多、更密集的射頻互連,這給設計、制造和維護 MRI 機器帶來了新的設計挑戰。
本文致力于向MRI制造商和行業專業人士介紹MRI技術的相關趨勢,以及這些趨勢如何影響MRI機器中RF互連的使用。本文還將介紹非傳統MRI應用的使用以及對植入式醫療設備的非磁性RF互連日益增長的需求。
MRI/MRA 互連障礙?
目前的MRI機器使用許多RF連接器,觸點和電纜來發送和接收用于對患者成像的脈沖RF信號。如果這些連接器、觸點或線圈含有任何鐵磁材料,無論是雜質還是設計,患者的磁場響應可能會改變。信號的任何改變都會降低MRI的準確性。因此,MRI機器現在通常由非磁性RF互連和觸點制成,并對其進行測試以確保它們不會產生磁響應。
雖然使用非磁性射頻連接器和觸點可以實現更高分辨率的MRI,但新的MRI進步正在帶來額外的射頻互連挑戰,而不僅僅是需要非磁性連接器。為了進一步提高MRI掃描儀的分辨率和信噪比(SNR),使用了更高的磁場強度。即使使用特斯拉MRI機器,為了利用更高的空間分辨率技術,RF接收器和RF路徑也必須引入盡可能少的損耗和失真。此外,對使用一系列磁場探頭而不是傳統表面線圈的不同MRI探頭類型進行了新的研究和研究。這些新型磁探針MRI可以帶來更高分辨率的MRI,但也需要更多的RF互連和信號處理電路。
更密集的RF互連意味著除了常用的非磁性RF電纜組件外,對板發射、端發射和成組板對板RF連接器的需求可能更大。與標準射頻互連相比,大多數提供射頻互連的供應商的非磁性射頻解決方案選擇相對有限,因此MRI制造商在減小其MRI設計的尺寸和復雜性方面的選擇通常受到限制。如果MRI制造商需要高質量和可靠的非磁性RF互連,則也可能有模糊的搜索結果。Cinch的Johnson? RF連接器并非如此,它具有業內最廣泛的非磁性RF連接器產品組合。
非磁性射頻互連在醫療應用中的應用
RF互連需要權衡尺寸、頻率、功率處理和插入損耗。通常,較小的RF連接器能夠引導更高的頻率,但代價是最大功率處理能力較低,插入損耗增加。可以使用特殊的設計技術和材料來減輕使用較小RF互連的插入損耗,從而實現更小的RF連接。雖然并非每個供應商都普遍提供,但有一系列用于MRI的非磁性RF連接器類型,主要是N型,SMA,BNC,SMB,SMC,MCX,MMCX,SMP,SMPM和2.92毫米。使用的連接器類型取決于頻率、信號功率、連接點的幾何形狀、插入損耗考慮因素和安裝動態。
MCX 非磁性插孔133-9303-001
MCX 非磁性插頭133-9801-201
SMB 非磁性插孔, RG316131-9303-401
SMB 非磁性插孔, RG188142-9003-201
這些類型的連接器還具有一系列配置,包括端部發射、直角、直式、隔板和表面貼裝插座。特定連接中使用的連接器配置取決于該連接的幾何要求以及電纜或板連接器的安裝方式。隨著MRI中RF探頭或磁線圈數量的增加,更多的板安裝RF連接器可能會減輕額外的RF傳感器對MRI機器的潛在占用空間增加。患者住房區域的物理尺寸和MRI機器的整體尺寸相對有限,需要超導磁體和MRI探頭盡可能靠近患者。使用更小且智能配置的板安裝非磁性射頻連接器可以開發更緊湊的MRI機器。
典型的射頻連接器是螺紋體,需要精確的扭矩值,因此需要扭矩扳手才能正確安裝。還有卡扣式、推入式或盲插式連接器。這些類型的連接器旨在通過足夠的力將機械和電氣連接牢固地壓在一起。盲插連接器在配接過程中還表現出抗錯位的能力,并且根據連接器設計,可能包括復雜的自對準功能。這在裝配、安裝和維護過程中至關重要。
人們也越來越有興趣將MRI用于更多應用,包括心臟成像和磁共振血管造影(MRA)。盡管使用鐵磁材料(如支架或起搏器)的傳統植入物將使這些患者無法使用MRI機器,但越來越多的植入式醫療設備有意使用非磁性組件,以實現更高分辨率的MRI掃描,而不是典型的CT或SPECT掃描。還有一種趨勢是使用無線連接而不是有線連接來訪問、控制和監控植入式醫療電子設備的功能。對于使用無線技術與MRI兼容的植入式醫療設備,它們需要非磁性RF互連。隨著這些領域和應用的增長,非磁性射頻互連與植入式醫療電子設備的使用可能會增加。
最后,在MRI機器的設計、生產和整個生命周期中,使用具有各種非磁性RF連接器的可信賴供應商也是有益的。與可能具有磁性雜質、存在可靠性問題或難以采購的低質量連接器相比,高質量的射頻連接器可以生產性能更好的 MRI 機器,具有更高的可靠性和更低的生產成本。
為了確保 Cinch 的客戶獲得最高質量和最低的 Mμ 連接器,JohnsonTM 品牌的非磁性射頻互連器件對組件和組件進行了嚴格的篩選。這是一個巨大的附加值,因為 JohnsonTM 擁有種類最多的非磁 MRI 互連解決方案。
審核編輯:郭婷
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