用于通过法拉第笼对信号进行无线传输的系统、设备和方法技术方案

本公开的实施例提供了支持驻留在法拉第笼内和法拉第笼外的无线通信设备之间的无线通信的设备和系统。在某些实施例中，提供了通过法拉第笼的波导端口来对频率比波导端口的截止频率低的无线信号进行传输的设备和系统，其中，波导端口的一部分因导体的存在而受损，从而允许电磁波的传播。在某些实施例中，采用本公开的多个方面来使磁共振成像系统适用于扫描仪室与控制室之间的通信。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通过法拉第笼对信号进行无线传输的系统、设备和方法相关申请的交叉引用本申请要求申请日为2015年12月3日、标题为“SYSTEMS，DEVICESANDMETHODSFORWIRELESSTRANSMISSIONOFSIGNALSTHROUGHFARADAYCAGE(用于通过法拉第笼对信号进行无线传输的系统、设备和方法)”的第62/262,803号美国临时专利申请的优先权，该临时专利申请的全部内容通过引用并入本文。
技术介绍
本公开涉及电磁屏蔽环境。更具体地，本公开涉及磁共振成像系统。对磁共振(MR)成像的使用已从诊断成像扩展到包括对各种介入(intervention)的引导。各种介入包括MR导引活组织检查以及由射频(RF)能量和高强度聚焦超声执行的消融治疗。许多诊断和介入治疗需要临床医师、工作人员或家庭成员处于法拉第笼内，或者由临床医师、工作人员或家庭成员在法拉第笼内进行协助。法拉第笼的作用在于阻挡MR扫描仪的工作带宽内的任何电磁能量(对于1.5T系统，工作带宽通常为64MHz+/-250kHz；且对于3T系统，工作带宽通常为128MHz+/-250kHz)。这可以消除外部对扫描仪的干扰并保证图像质量。法拉第笼内的人通常需要与法拉第笼外的人进行通信；在介入治疗中尤其如此。除了通信需求外，还需要能够实现图像可视化和能够实现对MR扫描仪的交互式控制的外围设备。目前，有一些有线解决方案可以实现控制室和扫描仪室之间的通信，但是，无论在控制室还是在扫描仪室，连接到个人的电线都可能非常麻烦，特别是正在进行临床操作且人们需要在屋内移动时。与扫描仪室内的人员进行通信还会受到MR扫描仪产生的巨大噪音的干扰。无线技术的益处在于，其减少了由大量有线外围设备引起的混乱。然而，在MR套件中，来自扫描室内的无线信号由于法拉第笼而无法到达相邻的控制室。同样，法拉第笼还会防止来自控制室的无线信号传播到扫描室。
技术实现思路
本公开的实施例提供了支持在驻留在法拉第笼内和法拉第笼外的无线通信设备之间进行无线通信的设备和系统。在某些实施例中，提供了通过法拉第笼的波导端口来传输频率比波导端口的截止频率低的无线信号，其中波导端口的一部分由于导体的存在而受损，由此允许电磁波的传播。在某些实施例中，采用本公开的多个方面来使磁共振成像系统适用于扫描仪室与控制室之间的通信。在第一方面，提供了一种用于通过法拉第笼的波导端口进行通信的无线通信系统，该无线通信系统包括：位于法拉第笼内的一个或多个内部无线通信设备以及位于法拉第笼外的一个或多个外部无线通信设备，其中一个或多个内部无线通信设备和一个或多个外部无线通信设备配置为至少部分地在低于波导端口的截止频率的频带内进行无线通信；以及无线桥接设备，无线桥接设备包括天线和可操作地连接到天线的收发器，其中无线桥接设备的至少一部分容纳在波导端口内，使得天线驻留在波导端口内；其中在波导端口的第一纵向部分内设置有传导路径，其中第一纵向部分在波导端口的第一侧和波导端口内的中间位置之间延伸，并且其中传导路径未被屏蔽并且驻留在第一纵向部分内，而不与法拉第笼电接触，使得支持电磁波在波导端口的第一纵向部分内传播，以及其中，波导端口的第二纵向部分不包括传导路径，第二纵向部分在中间位置与波导端口的第二侧之间延伸，使得频率比截止频率低的电磁波在第二纵向部分内衰减，由此将波导端口的功能保持为高通滤波器；以及其中，天线驻留在波导端口内的天线位置处，该天线位置足够靠近波导端口的第二侧，以支持将无线信号传输至一个或多个内部无线通信设备以及从一个或多个内部无线通信设备接收无线信号，并且其中，第一纵向部分具有足够的长度以支持将无线信号传输至一个或多个外部无线通信设备以及从一个或多个外部无线通信设备接收无线信号。另一方面，提供了一种用于通过法拉第笼的波导端口进行通信的无线通信系统，该无线通信系统包括：位于法拉第笼内的一个或多个内部无线通信设备以及位于法拉第笼外的一个或多个外部无线通信设备，其中一个或多个内部无线通信设备和一个或多个外部无线通信设备配置为在高于波导端口的截止频率的频带内进行无线通信；以及无线桥接设备，包括天线和可操作地连接到天线的收发器，其中，无线桥接设备的至少一部分容纳在波导端口内，使得天线驻留在波导端口内；其中，天线驻留在波导端口内的天线位置处，该天线位置适于支持将无线信号传输至一个或多个内部无线通信设备以及从一个或多个内部无线通信设备接收无线信号，以及将无线信号传输至一个或多个外部无线通信设备以及从一个或多个外部无线通信设备接收无线信号。另一方面，提供了一种用于通过法拉第笼的波导端口进行通信的无线通信系统，该无线通信系统包括：位于法拉第笼内的一个或多个内部无线通信设备以及位于法拉第笼外的一个或多个外部无线通信设备；以及无线桥接设备，包括天线和可操作地连接到天线的收发器，其中，无线桥接设备的至少一部分容纳在波导端口内，使得天线驻留在波导端口内；其中，在波导端口的第一纵向部分内设置有传导路径，其中第一纵向部分在波导端口的第一侧与波导端口内的中间位置之间延伸，并且其中，传导路径未被屏蔽并且驻留在第一纵向部分内而不与法拉第笼电接触，使得支持电磁波在波导端口的第一纵向部分内传播，以及其中，波导端口的第二纵向部分不包括传导路径，第二纵向部分在中间位置与波导端口的第二侧之间延伸，使得频率比波导端口的截止频率低的电磁波在第二纵向部分内衰减，由此将波导端口的功能保持为高通滤波器；以及其中，天线驻留在波导端口内的天线位置处，该天线位置足够靠近波导端口的第二侧，以支持将无线信号传输至一个或多个内部无线通信设备以及从一个或多个内部无线通信设备接收无线信号，并且其中，第一纵向部分具有足够的长度以支持将无线信号传输至一个或多个外部无线通信设备以及从一个或多个外部无线通信设备接收无线信号。通过参照以下详细描述和附图可以实现对本公开的功能性以及有利方面的进一步理解。附图说明现在将参考附图仅以示例性方式描述实施例，其中：图1是常规的磁共振成像套件的示意图，该磁共振成像套件包括磁共振成像扫描仪、磁体(扫描)室、控制室、法拉第笼和波导端口。图2是包括容纳在波导端口内的无线桥接设备的示例性系统的图示，其中波导端口的纵向部分由于传导路径的存在而受损，使得频率比波导的截止频率低的电磁波能够在受损部分内传播，而波导的其余部分使频率比截止频率低的电磁波的传播衰减。图3A和图3B示出了天线相对于波导端口的受损部分的定位的示例性实施例。图4A至图4F示出了采用导电特征在波导端口的一部分上提供传导路径的各种示例性实施例。图5A示出了示例性无线桥接设备的组件。图5B示出了示例性音频通信设备。具体实施方式将参考下面讨论的细节描述本公开的各种实施例和方面。以下描述和附图是对本公开的说明，并且不应解释为限制本公开。描述了许多具体细节以提供对本公开的各种实施例的透彻理解。然而，在某些情况下，为了提供对本公开的实施例的简要论述，没有描述公知的或常规的细节。如本文所使用的，术语“包括(comprises)”和“包括(comprising)”应解释为包含性的和开放式的，而不是排他性的。具体而言，当在说明书和权利要求书中使用时，术语“包括(comprises)”和“包括(comprising)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于通过法拉第笼的波导端口进行通信的无线通信系统，所述无线通信系统包括：位于所述法拉第笼内的一个或多个内部无线通信设备和位于所述法拉第笼外的一个或多个外部无线通信设备，其中，所述一个或多个内部无线通信设备和所述一个或多个外部无线通信设备配置为至少部分地在低于所述波导端口的截止频率的频带内进行无线通信；以及无线桥接设备，包括天线和可操作地连接到所述天线的收发器，其中，所述无线桥接设备的至少一部分容纳于所述波导端口内，使得所述天线驻留在所述波导端口内；其中，在所述波导端口的第一纵向部分内设置有传导路径，其中所述第一纵向部分在所述波导端口的第一侧与所述波导端口内的中间位置之间延伸，并且其中，所述传导路径未被屏蔽并且驻留在所述第一纵向部分内而不与所述法拉第笼电接触，使得支持电磁波在所述波导端口的所述第一纵向部分内传播，以及其中，所述波导端口的第二纵向部分不包括所述传导路径，所述第二纵向部分在所述中间位置与所述波导端口的第二侧之间延伸，使得频率比所述截止频率低的电磁波在所述第二纵向部分内衰减，由此将所述波导端口的功能保持为高通滤波器，以及其中，所述天线驻留在所述波导端口内的天线位置处，所述天线位置足够靠近所述波导端口的所述第二侧，以支持将无线信号传输至所述一个或多个内部无线通信设备以及从所述一个或多个内部无线通信设备接收无线信号，并且其中，所述第一纵向部分具有足够的长度以支持将无线信号传输至所述一个或多个外部无线通信设备以及从所述一个或多个外部无线通信设备接收无线信号。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.03 US 62/262,8031.一种用于通过法拉第笼的波导端口进行通信的无线通信系统，所述无线通信系统包括：位于所述法拉第笼内的一个或多个内部无线通信设备和位于所述法拉第笼外的一个或多个外部无线通信设备，其中，所述一个或多个内部无线通信设备和所述一个或多个外部无线通信设备配置为至少部分地在低于所述波导端口的截止频率的频带内进行无线通信；以及无线桥接设备，包括天线和可操作地连接到所述天线的收发器，其中，所述无线桥接设备的至少一部分容纳于所述波导端口内，使得所述天线驻留在所述波导端口内；其中，在所述波导端口的第一纵向部分内设置有传导路径，其中所述第一纵向部分在所述波导端口的第一侧与所述波导端口内的中间位置之间延伸，并且其中，所述传导路径未被屏蔽并且驻留在所述第一纵向部分内而不与所述法拉第笼电接触，使得支持电磁波在所述波导端口的所述第一纵向部分内传播，以及其中，所述波导端口的第二纵向部分不包括所述传导路径，所述第二纵向部分在所述中间位置与所述波导端口的第二侧之间延伸，使得频率比所述截止频率低的电磁波在所述第二纵向部分内衰减，由此将所述波导端口的功能保持为高通滤波器，以及其中，所述天线驻留在所述波导端口内的天线位置处，所述天线位置足够靠近所述波导端口的所述第二侧，以支持将无线信号传输至所述一个或多个内部无线通信设备以及从所述一个或多个内部无线通信设备接收无线信号，并且其中，所述第一纵向部分具有足够的长度以支持将无线信号传输至所述一个或多个外部无线通信设备以及从所述一个或多个外部无线通信设备接收无线信号。2.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中，所述天线定位成使得在所述波导端口内从所述天线到所述波导端口的所述第一侧或者从所述天线到所述波导端口的所述第二侧的传播损耗小于3dB。3.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中，所述天线定位成使得与从所述一个或多个内部无线通信设备和所述一个或多个外部无线通信设备接收的信号相关的信噪比至少为3dB。4.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中，所述波导端口具有圆形截面轮廓，并且其中，所述圆形截面轮廓的直径小于三英寸，以及所述天线位置与所述波导端口的所述第二侧的距离小于或者等于10cm。5.根据权利要求1至4中任一项所述的无线通信系统，其中，所述天线定位成使得通过所述波导端口的、在所述天线位置的一侧上的一部分的传播损耗和通过所述波导端口的、在所述天线位置的另一侧上的另一部分的传播损耗小于3dB。6.根据权利要求1至5中任一项所述的无线通信系统，其中，所述天线位置在所述第一纵向部分内。7.根据权利要求1至5中任一项所述的无线通信系统，其中，所述天线位置在所述第二纵向部分内。8.根据权利要求7所述的无线通信系统，其中，所述天线位置大致在所述第二纵向部分的中央处。9.根据权利要求1至8中任一项所述的无线通信系统，其中，所述传导路径至少部分地由导电杆或同轴电缆的外导体形成。10.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯万·安德森，柳家俊，
申请(专利权)人：因诺维尔医疗公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA