虹科案例 | 如何在構(gòu)建幻象心臟時(shí)，獲得精確位置反饋？

光纖增量式編碼器如何在構(gòu)建幻象心臟時(shí)獲得精確位置反饋？

虹科案例

在構(gòu)建幻象心臟時(shí)，心室運(yùn)動(dòng)必須準(zhǔn)確同步、不能干擾圖像采集且可在生理鹽水中正常使用。因此反饋傳感器必須不受MRI過程產(chǎn)生的高磁場(chǎng)和高RF場(chǎng)的影響、不能具有任何鐵磁特性或任何導(dǎo)電特性、耐潮濕和水密封。那什么樣的傳感器才能夠兼具上述特征呢？虹科光纖增量式傳感器將是您的最佳選擇！

01

應(yīng)用描述&挑戰(zhàn)

應(yīng)用描述

菲利普斯研究公司(紐約州布里亞克利夫莊園)設(shè)計(jì)了各種解剖學(xué)上正確的人體器官模型，用于測(cè)試和校準(zhǔn)核磁共振儀及其復(fù)雜的軟件算法。

與使用動(dòng)物或身體相比，幻影器官是一種更實(shí)用的方法，而且在校準(zhǔn)機(jī)器時(shí)也更具可重復(fù)性。

挑戰(zhàn)

這些器官通常由氣動(dòng)提供動(dòng)力，其中氣壓的變化為執(zhí)行器提供動(dòng)能，以推動(dòng)器官的運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)必須構(gòu)建一個(gè)幻象心臟時(shí)，一個(gè)挑戰(zhàn)出現(xiàn)了。心臟由幾塊肌肉組成，心室運(yùn)動(dòng)必須準(zhǔn)確同步。需要具有足夠準(zhǔn)確度的位置反饋，因?yàn)樘摂M心臟必須以解剖學(xué)上正確的方式準(zhǔn)確地模擬彎曲、壓縮、拉伸和扭曲的生物醫(yī)學(xué)特性。所有這些都必須在MRI機(jī)器內(nèi)運(yùn)行，因此反饋傳感器必須不受MRI過程產(chǎn)生的高磁場(chǎng)和高RF場(chǎng)的影響。

另一個(gè)關(guān)鍵要求是傳感器必須對(duì)核磁共振成像過程“透明”，這意味著傳感器不能干擾圖像采集，因此不能具有任何鐵磁特性或任何導(dǎo)電特性。這些幻象器官通常在生理鹽水中操作，以模擬人體的真實(shí)環(huán)境。因此，傳感器必須耐潮濕和水密封，因?yàn)樗鼈冊(cè)谒颅h(huán)境中工作。

02

實(shí)施

客戶工程人員成功實(shí)施了 Micronor 編碼器，充分利用了將編碼器信號(hào)從 MRI 室外部引導(dǎo)到控制器單元的光纜的優(yōu)勢(shì)，幻影心

臟使用三個(gè)編碼器，需要三個(gè)光纖鏈路連接到 HK-MR340 控制器，控制器與通向 MRI室的第一個(gè)光纖段相連，其中編碼器尾纖使用 ST 連接器連接。

Micronor 制造的編碼器具有 10 米長(zhǎng)的尾纖，因此避免了 MRI 室內(nèi)和附近的任何金屬部件。每個(gè)控制器單元(HK-MR340)都會(huì)跟蹤虛擬心臟肌肉的位置，并根據(jù)內(nèi)置的模擬電壓輸出進(jìn)行縮放。電壓輸出被饋送到伺服控制器，伺服控制器反過來控制氣動(dòng)執(zhí)行器。

事實(shí)證明，光纖對(duì) EMI/RFI、磁場(chǎng)和輻射的固有免疫能力是制造人體假心臟的推動(dòng)力。Micronor 僅使用光學(xué)來設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)傳感器的能力為新技術(shù)、新產(chǎn)品開辟了可能性，從而在 MRI 領(lǐng)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)了新的和更有效的治療方法。

03

數(shù)據(jù)&使用產(chǎn)品

數(shù)據(jù)

兒童(10歲及以上)和成人的平均正常靜息心率為60-100。

訓(xùn)練有素運(yùn)動(dòng)員的平均正常安靜心率為40-60。

使用產(chǎn)品

EC-TD5253，特殊防水版HK-MR348 MRI安全旋轉(zhuǎn)編碼器，數(shù)量3。

HK-MR340-1，控制器，數(shù)量3。

對(duì)于新的應(yīng)用，使用HK-MR348編碼器和HK-MR340-1控制器

上：HK-MR348 下：HK-MR340-1

關(guān)于我們

虹科傳感器技術(shù)

我們致力于更加精確簡(jiǎn)單的測(cè)量方案，與全球領(lǐng)先的高精度、高可靠性的傳感器廠家進(jìn)行技術(shù)合作，為客戶提供全球先進(jìn)的測(cè)量方案，包括激光測(cè)距、粘密度測(cè)量、光纖傳感器、機(jī)電傳感器等。通過提供各種不同的技術(shù)進(jìn)行關(guān)鍵測(cè)量，消除了在惡劣嚴(yán)苛環(huán)境中對(duì)傳感的限制，使客戶能夠得到最理想的結(jié)果。