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CN101999194A - 用于隔离环境的电接插面板 - Google Patents

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CN101999194A
CN101999194A CN200780020900.0A CN200780020900A CN101999194A CN 101999194 A CN101999194 A CN 101999194A CN 200780020900 A CN200780020900 A CN 200780020900A CN 101999194 A CN101999194 A CN 101999194A
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CN
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electricity
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Application number
CN200780020900.0A
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J·E·弗朗西桑盖尔
L·J·西科特
E·A·法蒂卡
R·C·高斯
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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Publication date
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Abstract

通孔面板(60)安装在位于维持在选定隔离级别的热区和未维持在选定隔离级别的冷区(14)之间的屏障(12)上。气密密封的电馈送(70)中的每一个包括外壳(72)及冷侧和热侧电插座(74、74)，并气密密封入冷侧和热侧电插座延伸入对应的冷区和热区的通孔面板的通孔(68)。暴露于热区的通孔面板的表面和馈送的一部分基本上耐受在热区中使用的腐蚀性去污染剂。冷区中的医学成像器械(16，18)对大体管状成像窗(20)的内容积(22)成像，所述管状成像窗与热区(10)连通并与冷区隔离。热区(10)中的辅助器械(30、32)可操作地经由馈送与医学成像器械连通。

Description

用于隔离环境的电接插面板
本发明得到由美国国立卫生研究院(NIH)颁发的no.N01-A0-60001的政府支持。政府具有本发明中的特定权利。
技术领域
下述内容涉及环境隔离和安全领域，并参照医学成像系统通过示例进行描述，所述医学成像系统用于对包含于配置成隔离生物传染的环境中的感染目标成像。下述内容在隔离环境中有更广泛的应用，所述隔离环境用于研究、处理或者以其他方式操作或包含放射性、毒性、生物感染或其他有害物质、目标、对象等。反过来，下述内容在诸如洁净室、无菌室、惰性气体环境等的隔离环境中有应用，控制所述隔离环境以限制来自日常环境状况的污染。
背景技术
生物有害性疾病和高传染性疾病日益受到公众健康的关注。增加的空中旅行促进了传染物在世界范围内的快速传播。生物恐怖是使公众暴露于有害传染物的另一潜在途径。了解感染原(即：病毒、细菌、朊病毒等的类型或种类)、对抗手段(couteragent)(诸如药物或其他类型治疗)的作用、传播途径(诸如空气传播、接触传播等)、症状出现前的潜伏期等的知识便于对传染的爆发做出有效响应。通过适当的实验室研究可以获取这一知识，所述实验室研究必须在适当的生物隔离环境中进行。
美国国立卫生研究院(NIH)和疾病控制中心(CDC)公布了用于实验室的进行有害传染物的生物研究的操作标准。限定了四个级别的隔离：生物安全实验室一级(BSL-1)、BSL-2、BSL-3和BSL-4，隔离的级别随BSL级别的增加而增加。BSL-3级别需要诸如实验室工作区与入口走廊的物理隔离和受控制的气流的隔离步骤。BSL-4需要带有专用气流的隔离实验室空间(有时称为“热区”)。所述热区为与环境密封隔离的房间、房间隔断、或建筑物，从而防止经空气传播的传染物逃出，并且在热区中工作的实验室人员身着带有自给式呼吸装置的密封环境防护服。离开热区的实验室人员和任何物品在进入BSL-4环境外的“冷区”之前必须经历指定的去污染过程。BSL-4热区中的表面也应该耐受通常用于生物去污染的腐蚀性清洁剂的类型，所述清洁剂类型诸如：Clydox-S、Microchem、Quat TB、多聚甲醛、二氧化氯、汽化过氧化氢、碳酸铵等。在BSL-4环境设计中的其他因素包括最小化或消除细微操作特征(诸如在身着带有手套的有害材料(即：HASMAT)防护服或其他隔离防护服时很难操作的小紧固件、控制按钮或类似物)，消除尖锐边缘、转角或可撕破、戳穿、切断隔离防护服或以其他方式使隔离防护服破损的粗糙特征，并为热区中的系统和部件提供高级别的冗余或备份。
这些针对BSL-4环境的考虑也适用于诸如洁净室、无菌室、惰性气体环境等的其他隔离环境，控制所述隔离环境以限制来自日常环境状况的污染。例如，在无菌区进行药物开发实验以避免测试目标动物的意外感染是有利的。
为提供功能隔离区，诸如水、电、空气等的各种消耗品必须传入和/或传出密封隔离区的一个或多个屏障。通常，屏障为适当的生物学上不可渗透的耐腐蚀材料(诸如不锈钢、包被不锈钢或聚四氟乙烯的钢等)的壁。屏障应该易于使用腐蚀性化学药品去污染。例如，在现有的BSL-4环境隔离中，通常将电馈送线灌封于屏障中。例如，针对电线的通常方法为在屏障中电线通入热区的点处钻一个开口、剥离要灌封的电线的部分的绝缘层以及将已剥离的电线的部分灌封到屏障的钻好的开口中。在灌封前对电线进行剥离有益地促进有效密封并消除通过绝缘层、或在绝缘层和电线之间的界面处、或在绝缘层与灌封材料之间的界面处的潜在泄露通道。
将电线灌封入屏障有已知的劣势。灌封为劳动密集型并且导致电线永久性地安装。随后的重新布线需要在破坏灌封好的密封之前打破隔离区的防护。在BSL-4隔离区的情况下，即使不对冷区中的电线部分去污染，通过屏障的连续长度的电线包括带有绝缘层的冷区中的部分，所述绝缘层耐受在热区侧使用的腐蚀性去污染化学药品。这些劣势随着通过屏障的电线数量的增加而增多。然而，在BSL-4和其他隔离环境中，还继续使用该灌封方法。
发明内容
本发明提供了用于隔离环境中的新的和改进的电接插面板，所述隔离环境诸如生物隔离环境(例如，BSL-3和BSL-4环境)、核隔离环境、毒隔离环境、外界大气隔离环境等，本发明克服了上面所提到的问题以及其他问题。
根据一方面，公开了一种用于穿过隔离区与外界区之间的屏障传送电功率或电信号的电接插面板。将通孔面板安装于隔离区和外界区之间的屏障上。多个电馈送的每个都包括置于通孔面板的通孔中的外壳、暴露于外界区的外界侧电插座、暴露于隔离区并与外界侧电插座电连接的隔离侧电插座、置于外壳中将隔离侧电插座与外界侧电插座隔离的灌封材料。密封通孔边缘和电馈送之间的界面或缝隙，使得可以保持隔离区和外界区之间的压差。
根据另一方面，公开了一种医学成像系统。医学成像器械置于冷区中，并布置成对置于热区中的目标成像。至少一个电馈送包括密封于热区和冷区之间的屏障中的外壳、从冷区可达的冷侧电插座和从热区可达的热侧电插座。医学成像器械可以经由至少一个电馈送从热区电达到。
根据另一方面，公开了一种生物隔离系统。维持热区在生物隔离的选定级别。将通孔面板安装在热区和冷区之间的屏障上，未维持所述冷区在生物隔离的选定级别。提供了多个气密密封电馈送，每个所述电馈送包括外壳、冷侧电插座和热侧电插座。将气密密封电馈送气密地密封到通孔面板的通孔中，且热侧电插座延伸到热区而冷侧电插座延伸到冷区。暴露于热区的通孔面板的表面和气密密封电馈送暴露于热区的一部分基本上耐受在热区的去污染中使用的一种或多种腐蚀性生物去污染剂。
根据另一方面，公开了一种提供穿过隔离区的屏障的电连接的方法。在隔离区的屏障中形成了开口。将密封电馈送插入屏障中的开口处。将密封电馈送的外壳和屏障边缘之间的界面或缝隙密封。
根据另一方面，公开了一种用于成像的生物防护环境。将隔离区维持在生物隔离的选定级别。医学成像器械置于隔离区之外。管从隔离区延伸进入医学成像器械的成像区，经由所述管引导隔离区中的目标进入成像区域，而不打破隔离区的防护。多个气密密封的电馈送穿过限定隔离区界限的屏障。每个气密密封电馈送包括气密密封的外壳，所述外壳具有从隔离区外可达的冷侧电插座和从隔离区内可达的热侧电插座。气密密封电馈送提供了隔离区和医学成像器械之间的电连通。
一个优势在于能够不打破防护，重新配置进入和离开隔离环境的电连接。
另一个优势在于不打破防护，提供进入和离开隔离环境的电连接的冗余。
另一个优势在于更有效地构造进入和离开隔离环境的电连接。
本领域的技术人员在阅读并理解下述说明书之后将领会到本发明的其他优势。
附图说明
本发明可以采取各种构件和构件布置的形式，以及各个步骤和步骤安排的形式。附图只用于说明优选实施例，而不应被理解为限制本发明。
图1示出了隔离设施的示意性透视图，所述隔离设施包括与冷区相邻且维持在BSL-4隔离级别的热区，该冷区包含两个配置成对热区中的目标成像的医学成像器械；
图2示出了图1的隔离设施的示意图，其中，目标台(subject table)延伸入医学成像器械的第一个；
图3示意性地示出了从热区看图1和图2中接插面板的视图；
图4示意性地示出了安装在热区和冷区之间的屏障上的接插面板的通孔面板的侧视图；
图5示意性地示出了接插面板的一个电馈送的分解侧视图；
图6示意性地示出了接插面板的一个电馈送的侧视图，以及在适当位置与电馈送相配合的热侧电缆和冷侧电缆。
具体实施方式
参照图1，隔离设施包括由屏障12隔离于冷区或外界区14的热区或隔离区10。尽管示出了单个代表性屏障12，通常，热区10会由多个这样的屏障围合或密封，例如由四壁、地板和天花板限定密封房间。通过气闸门系统(未显示)提供通路。此外，尽管代表性屏障12显示为透明屏障，该屏障也可为透明的、半透明或不透明的。例如，在有些实施例中，热区10由不锈钢壁、地板和天花板围合。热区10包含或可以包含诸如可传播病毒、细菌、朊病毒、孢子等的传染物或感染原，或者包含或可能包含诸如神经毒气、或其他有毒化学药品、放射性物质等的另外的有害物质。传染物可以由空气、身体接触、摄食、体液交换等传播。传染物可以事实上出现在热区10内的空气中或表面上，或者传染物可以包含于手套箱或其他防护设备中。在前一情况中，热区10提供了传染物的最初防护；在后一情况中，热区10提供了用于传染物一旦逸出手套箱或其他最初防护的情况下的备份或故障保护防护。尽管热区10为生物污染热区或潜在的生物污染热区，在其他实施例中，热区可以为放射性或潜在的放射性热区、化学污染或潜在的化学性污染热区等。
考虑到在热区10中实际存在或可能存在传染物，采用了适当的生物安全标准。在有些实施例中，维持热区10在生物安全实验室4级(BSL-4)，所述级别需要诸如气密密封隔离热区10的措施，保持热区10相对于冷区14处于副压差处、周期性地对热区10去污染、限制只有身着带有自给式呼吸装置的密封环境防护服的有资格人员才能进入热区10、限制或消除热区10中的尖锐目标或转角(以避免不经意破损密封的环境防护服)、采用对离开热区10的人员或对象的适当去污染方案等。在其他实施例中，根据热区中存在的或潜在地存在的传染物、放射性物质、有毒物质等的类型选定热区中采用的安全标准。
图1的隔离设施包括一个或多个医学成像器械16、18，所述医学成像器械置于冷区14中，并配置成对置于热区10中的诸如实验室测试动物、感染患者、传染物传播媒介(诸如可能携带传染物的植物等)的目标成像。例如，一个或多个医学成像器械16、18可以包括磁共振(MR)扫描器、正电子发射断层(PET)扫描器、用于采集单光子发射计算机断层成像(SPECT)数据的伽马照相机、透射计算机断层(CT)扫描器、x射线成像器等。这样的医学成像器械16、18通常很昂贵并且通常包括大量的构件，其中的一些可能与热区10的去污染中使用的腐蚀性物质不相容。
因此，医学成像器械16、18置于冷区14中，并通过布置在屏障12处将热区10与冷区14隔离的适当的成像窗或管20对置于热区10中的目标成像。在示例性实施例中，成像窗20大体为空心的并延伸入冷区14以限定具有与热区10连通的开口24的内容积22。大体空心的成像窗20的内容积22与冷区14隔离，例如，通过使开口24的边缘与屏障12气密密封，并在远端有密封罩盖或其他闭合，所述闭合可以由相同材料制成并任选地与管邻接。在示例性实施例中，大体空心的成像窗20的形状为圆柱形，并通过第一医学成像器械16的膛24以及通过第二医学成像器械18的膛26。可以领会到，示出的圆柱形大体空心的成像窗20为示例——在其他想到的实施例中，成像窗可以大体空心并带有具有锥度的圆锥形、或者具有圆形、椭圆形、方形、矩形或其他形状的横截面，或者成像窗可以为平面的(例如，适合于医学成像器械以照相机的形式对置于热区10中的物体成像)等。
成像窗20考虑到在热区10中要被置于冷区14中的医学成像器械16、18成像的物体。取决于成像模态，该成像窗20可以是或可以不是光学透明的。例如，在MR扫描器的情况中，成像窗20可以是光学不透明的或透明的，但是应该为非磁性的，以使射频场和施加的成像场和磁场梯度基本上无阻碍地通过成像窗20。对于计算机断层成像，成像窗20应该由对发射的x射线基本透明的材料制成。对于PET或SPECT成像，成像窗20应该由对发出的伽马射线或由施加于目标的放射性药物发出的其他辐射基本上透明的材料制成。对于摄影成像，成像窗20应该为光学透明的。
有利地，医学成像器械16、18置于冷区14中，因此，不经历用于置于热区10中的人员和物品的去污染或其他生物安全处理。例如，医学成像器械16、18可以由位于冷区14中的未穿着密封的环境防护服的人员操作。然而，在有些情况中，一个或多个辅助器械30、32置于热区10中，并配置成与医学成像器械16、18协同作用以通过成像窗20对置于热区10中的目标成像。在示例性实施例中，辅助器械包括用于将目标移入内容积22以与医学成像器械16、18中的一个的成像容积相符合的目标台30和诸如可以与MR扫描器结合使用的局部射频(RF)线圈32。也可以想到，诸如心电图描记(EKG)监视器、呼吸监视器、SpO2监视器、温度计、扬声器、麦克风、显示器、照相机、监视器、工作站接口、加热器、自动门驱动等的其他设备作为辅助器械。
参照图1和图2，在图1中示出了目标台30，其台面或托盘34从大体空心的成像窗20的内容积22中完全拉出。另外，图1示出了第二医学成像器械18，其离开第一医学成像器械16的距离为D。在示例性实施例中，第二医学成像器械18在轨道36上移开，以便于医学成像器械16、18的特定修理或维护。例如，如果医学成像器械16、18中的一个为CT扫描器，将医学成像器械16、18分开距离D可以便于移除CT扫描器的扫描机外壳面板到达x射线管(未示出)以便于替换。图2示出了将第二医学成像器械18移动靠近第一医学成像器械16(即：通过沿轨道36向第一医学成像器械16移动第二医学成像器械来移除分离距离D)的隔离系统。另外，在图2中，台面或托盘34进入大体空心的成像窗20的内容积22，并与第一医学成像器械16的膛22对准。在示例性实施例中，台面或托盘34的这一插入通过安装于地面上的驱动系统40来完成，所述驱动系统将中间支撑42(包括后支座44)移动进入大体空心的成像窗20的内容积22，台面或托盘44搁置在所述中间支撑上。尽管未示出，在示例性目标台30中，还可以移动台面或托盘34进入大体空心的成像窗20的内容积22，以便通过嵌入中间支撑42的第二驱动系统(未示出)的机制与第二医学成像器械18的膛28对准。目标台30为示例性实例，可以采用其他目标台配置。另外，目标台30和局部RF线圈32为置于热区10中的辅助器械的示例性实例，其他诸如心电图描记(EKG)导联、呼吸监视器等的辅助器械也可以置于热区10中。
电接插面板40安装在屏障12上以提供医学成像器械16、18和辅助器械30、32之间的电互联。尽管未示出，电接插面板40可以提供电功率或用于其他目的的电信号的进口和出口。例如，一些经由接插面板40连通的示例类型可以包括：传送由冷区14中的RF发射器(未示出)生成的射频激励信号到RF线圈32；传送来自RF线圈32的磁共振信号到冷区14中的RF接收器(未示出)；将电功率和/或控制信号从冷区14传送到热区10用于为目标台30供电和/或控制所述目标台；传送来自热区中EKG导联的EKG信号到置于冷区14(未示出EKG相关的部件)中的EKG监视器；视频或音频供给(未示出)等。
在图1和图2中，示例性冷侧或外界侧电缆42将医学成像器械16、18的MR扫描器连接到接插面板40的连接器，而对应的热侧或隔离侧电缆44从接插面板连接器延伸到置于热区10中的用户面板46的连接器。用户电缆48从用户面板46的连接器延伸到局部RF线圈32，从而，冷侧与热侧电缆42、44、电接插面板40、用户面板46和用户电缆48的组合实现了置于热区10中的局部RF线圈32与置于冷区14中的MR扫描器的连接。类似地，示例性冷侧或外界侧电缆52将医学成像器械16、18中的一个连接到接插面板40的连接器，而对应的热侧或隔离侧电缆54从接插面板连接器延伸到目标台30，从而，冷侧和热侧电缆52、54与电接插面板40的组合实现了置于热区10中的目标台30与置于冷区14中的医学成像器械的连接。
冷侧电缆42、52置于冷区14中，并因此不经历在热区10中采用的去污染处理。因此，冷侧电缆42、52可以具有未设计成耐受在热区10中的去污染中使用的腐蚀性物质的绝缘层。相反，热侧电缆44、54置于热区10中，并因此必须经历在热区10中所采用的根据BSL-4或其他隔离标准的去污染。因此，热侧电缆44、54具有设计成耐受在热区10中的去污染中使用的腐蚀性物质或高温的绝缘层。例如，热侧电缆44、54可以包括聚四氟乙烯(PTFE)绝缘层。在图1和图2中，通过使用虚线表示冷侧电缆42、52，而实线表示热侧电缆44、54来指示冷侧电缆42、52与热侧电缆44、54之间的区别。
继续参照图1和图2，并进一步参照图3和图4，进一步描述了电接插面板40。接插面板40包括通孔面板60，所述通孔面板安装在屏障12中与开口62(在图3中以虚线示出)对准。适当的紧固件64将通孔面板60固定于屏障12上。环形垫片66(在图3中以虚线示出)、O形环或其他密封置于通孔面板60和屏障12之间，且在开口62的边缘的周围以经由扣紧的通孔面板60气密地密封开口62。通孔面板60包括多个通孔68，将电馈送70插入到所述通孔中。在图3中，以示例为目的示出了未插入电馈送的单个通孔68—然而，在完整装配的电接插面板40中，每个通孔68都具有插入的电馈送或一些其他适当插头以提供通孔的气密密封。在图4中，未示出电馈送。示出的电接插面板40包括安装到屏障12上的通孔面板60；然而，也可以想到将该通孔面板与屏障一体化，例如，通过在屏障12中直接钻出通孔以直接接收电馈送。
参照图5和图6，进一步描述了与冷侧电缆中的一个52和热侧电缆中的一个54连接的示例性电馈送70。电馈送70包括置于通孔面板60的通孔68中的一个中的外壳72。冷侧或外界侧电插座74从外壳72延伸入冷区14。热侧或隔离侧电插座75从外壳72延伸入热区10。在示例性实施例中，冷侧插座74包括卡口式锁销76和导电销77，所述导电销适合于冷侧电缆52的适配连接器78的插槽(未示出)，而热侧插座75包括卡口式锁销80和导电插槽81，所述导电插槽接收热侧电缆54的适配连接器82的接收销(receive pin)(未示出)。然而，更一般地，冷侧和热侧的电插座中的每个可为插入式插座或承插式插座，并且可以以插头、插槽等形式，并可以使用诸如示出的卡口式锁销、或螺纹机械连接、或摩擦固定连接等的基本上任何类型的固定机制。一个或多个电导体84置于外壳72中，并电连接冷侧电插座74的导电销77和热侧电插座75的导电插槽81。灌封材料86置于外壳72中以灌封外壳72中的一个或多个电导体84，并将热侧电插座75与冷侧或外界侧电插座74隔离。另外，尽管示出的导体84为直的，所述导体可以为扭曲的、弯的或其他形状，以适应在冷侧和热侧电插座处的不同空间导电销或导电插槽布置。通常，热侧和冷侧电插座的导电销和/或导电插槽可以有任意的配置。
密封紧固件确保每个电馈送70在其通孔68内，并密封通孔68的边缘和电馈送70之间的界面或缝隙。在示出的实施例中，密封紧固件包括外壳72上的螺纹88，所述螺纹与置于热区10中的螺纹螺母90匹配。将螺母90拧紧到螺纹88上，将螺母90与外壳72上的凸缘92拉在一起，使得通孔68的边缘固定于外壳凸缘92和螺母90之间。示出的密封紧固件还包括环形密封垫片94，所述环形垫片置于通孔68的边缘和螺母90之间，以确保通孔68的边缘和电馈送70之间的界面或缝隙的气密密封。电馈送70的灌封材料82和密封紧固件86、88、90、92共同密封通孔68的开口以将热区10与冷区14隔离。任意地，密封紧固件可具有其他配置和/或可以包括诸如清洗器(washer)等的其他构件。
在有些实施例中，电馈送70基于由Douglas Electrical Components，Inc.(美国，新泽西州，Rockaway)提供的PotConTM穿墙式连接器。PotConTM连接器为穿墙式连接器，用于将电送入或送出真空室，且其包括外壳、灌封于外壳内的带有低透气性(low outgassing)环氧树脂密封剂的导体、在外壳的大气侧和真空侧的电插座以及提供真空气密密封的腈橡胶密封垫片。然而，电插座40暴露于热区的至少那一部分应该基本上耐受在电接插面板40的去污染中使用的一个或多个腐蚀性物质。通常，在遵循BSL-4隔离标准的去污染中使用的腐蚀性物质包括Clydox-S、Microchem、Quat TB、多聚甲醛、二氧化氯、汽化过氧化氢和碳酸铵。强氧化剂通常为在BSL-4级别去污染中使用的有效腐蚀性物质。PotConTM穿墙式连接器的腈橡胶密封垫片基本上不耐受这些腐蚀。因此，在有些实施例中，PotConTM穿墙式连接器用于电馈送70，但是由诸如聚四氟乙烯(PTFE)的更加耐腐蚀材料的环形垫片取代腈橡胶密封垫片，所述耐腐蚀材料的环形垫片基本上耐受Clydox-S、Microchem、Quat TB、多聚甲醛、二氧化氯、汽化过氧化氢和碳酸铵。用于密封通孔面板60到屏障12的密封垫片66也适合用PTFE制作。除PTFE之外的其他适合的耐腐蚀材料可以用于垫片66、94，以及热侧电缆44、54的绝缘层。
有利地，冷侧和热侧电插座74、75使得电缆在不破坏热区10的防护密封的情况下，可以连接到接插面板40或与接插面板40分离。回过头参照图3，可以看到，在示例性的接插面板40中，各个电馈送70不完全相同，而是有几种不同类型的电馈送70，每种类型具有不同数目和/或不同配置(例如，空间布置)的导电销或导电插槽。
另外，通过包括相同类型的额外电馈送，可以轻易地将冗余合并入接插面板。冗余允许日后在不打破防护的情况下，增加额外的容量以增加额外的电馈送。未使用的冗余馈送的热侧电插座75任选地由诸如图3中所示的示例性罩盖100的罩盖覆盖，以进一步降低传染物经由未使用的冗余电馈送逸出的可能性。有利地，没有外部配线从这样的未使用插座中延伸出来。
尽管电馈送70促进电缆的连接与分离，在接插面板40处频繁进行这样的连接和分离是不利的。例如，局部RF线圈32可能频繁连接和分离，例如，从而换出不同的局部RF线圈或局部RF线圈阵列，或者在采用嵌入MR扫描器中的整体RF线圈执行大容积成像时完全移除局部RF线圈。在接插面板40处进行如此频繁的连接和分离会产生破坏或磨损电馈送的可能性，其可以引起电馈送为电非功能性的和/或可以产生电馈送密封的泄漏。在这样的情况中，图1和图2中所示的用户面板46是方便的。如在这些图中所示，热侧电缆44从接插面板40的电馈送延伸到用户面板46的电连接。用户随后可以方便地连接用户电缆48到用户面板46以及将用户电缆与用户面板46分离，以实现局部RF线圈32的连接和分离，而不必过度地压迫接插面板40。
示出的接插面板40可操作地电连接一个或多个医学成像器械16、18和一个或多个辅助器械30、32。然而，可以领会到，接插面板也可以用于提供电功率和/或电信号的进口和/或出口，所述电信号为基本上进入和/或离开生物、放射性或有毒化学隔离系统的热区的任何种类。遵循BSL-4的热区10为示出的示例，在此示出的诸如面板40的接插面板可以与其他BSL等级的生物热区共同使用，与遵循除BSL等级标准之外的其他隔离标准的生物热区共同使用，与核热区共同使用，与有毒化学热区共同使用等。
已经参考优选实施例描述了本发明。他人在阅读并理解说明书后将会想到各种修改和变更。本发明旨在解释为包括落入所附权利要求书或其等价内容范围内的所有这类修改和变更。

Claims (37)

1.已经如此描述了优选实施例，本发明现在要求：
1. 一种用于穿过隔离区(10)和外界区(14)之间的屏障(12)传送电功率或电信号的电接插面板(40)，所述接插面板包括：
通孔面板(60)，其安装在在所述隔离区和所述外界区之间的所述屏障上；以及
多个电馈送(70)，每个所述电馈送都包括置于所述通孔面板的通孔(68)中的外壳(72)、暴露于所述外界区的外界侧电插座(74)、暴露于所述隔离区并与所述外界侧电插座电连接的隔离侧电插座(75)、以及置于所述外壳中用于将所述隔离侧电插座与所述外界侧电插座隔离的灌封材料(86)，密封所述通孔的边缘和所述电馈送之间的界面或缝隙使得可以在所述隔离区与所述外界区之间维持压差。
2.如权利要求1所述的电接插面板(40)，还包括：
密封紧固件(88、90、92、94)，将每个电馈送固定在其通孔中，并密封所述通孔(68)的所述边缘与所述电馈送(70)之间的所述界面或缝隙，所述电馈送的所述灌封材料与所述密封紧固件共同将所述隔离区与所述外界区隔离，使得可以在所述隔离区与所述外界区之间维持所述压差。
3.如权利要求1所述的电接插面板(40)，其中，所述隔离区(10)为维持在BSL-4隔离的热区，所述外界区(14)为未维持在BSL-4隔离的冷区，并且所述电接插面板暴露于所述隔离区的至少那一部分基本上耐受在所述热区的去污染中使用的BSL-4去污染化学制品。
4.如权利要求3所述的电接插面板(40)，还包括：
热侧电缆(44、54)，其具有与选定电馈送的所述热侧插座(75)连接的匹配连接器(82)，所述热侧电缆具有基本上耐受所述BSL-4去污染化学制品的绝缘层；以及
冷侧电缆(42、52)，其具有与所述选定电馈送的所述冷侧插座(74)连接的匹配连接器(78)，所述冷侧电缆和所述热侧电缆经由所述选定电馈送电连接。
5.如权利要求4所述的电接插面板(40)，其中，所述冷侧电缆(42、52)基本上不耐受所述BSL-4去污染化学制品。
6.如权利要求3所述的电接插面板(40)，还包括：
环形垫片(94)，其置于所述外壳(72)周围以密封所述通孔(68)的所述边缘和所述电馈送(70)之间的所述界面或缝隙。
7.如权利要求6所述的电接插面板(40)，其中，所述环形垫片(94)为聚四氟乙烯垫片。
8.如权利要求1所述的电接插面板(40)，其中，所述电接插面板暴露于所述隔离区(10)的至少那一部分耐受生物去污染化学药品。
9.如权利要求1所述的电接插面板(40)，其中，每个电馈送(70)的所述灌封材料(86)提供了所述隔离侧电插座(75)与所述外界侧电插座(74)的真空密闭隔离。
10.如权利要求1所述的电接插面板(40)，其中，所述隔离环境遵循所述BSL-4隔离标准，且每个电馈送(70)的所述灌封材料(86)和对所述通孔(68)的所述边缘与所述电馈送(70)之间的所述界面或缝隙的所述密封提供了遵循所述BSL-4隔离标准的所述隔离区(10)与所述外界区(14)的隔离。
11.如权利要求1所述的电接插面板(40)，其中，至少一些所述电馈送(70)包括隔离侧电插座(75)，所述隔离侧电插座带有与所述外界侧电插座(74)的相应导体(77)电连接的多个导体(81)。
12.如权利要求11所述的电接插面板(40)，其中，所述隔离侧和外界侧电插座(74、75)的所述导体(77、81)从包括导电销(77)和导电插槽(81)的组中选择。
13.如权利要求1所述的电接插面板(40)，其中，所述多个电馈送(70)包括多个不同类型的隔离侧电插座(75)，还包括至少两个每种类型的隔离侧电插座。
14.一种医学成像系统，包括：
医学成像器械(16、18)，其置于冷区(14)中，并布置成对置于热区(10)中的目标成像；以及
至少一个电馈送(70)，其包括密封于所述热区和所述冷区之间的屏障(12)中的外壳(72)、从所述冷区可达的冷侧电插座(74)和从所述热区可达的热侧电插座(75)，所述医学成像器械经由所述至少一个电馈送从所述热区电可达。
15.如权利要求14所述的医学成像系统，还包括：
成像窗(20)，其布置于隔离所述热区(10)与所述冷区(14)的所述屏障(12)处。
16.如权利要求15所述的医学成像系统，其中，所述成像窗(20)大体为空心的并延伸入所述冷区(14)以限定具有与所述热区(10)连通的开口(24)的内容积(22)，所述大体空心的成像窗的所述内容积与所述冷区隔离。
17.如权利要求16所述的医学成像系统，其中，所述大体空心的成像窗(20)延伸入所述冷区(14)，使得所述内容积(22)与所述医学成像器械(16、18)的成像容积相符合，所述医学成像系统还包括：
目标台(30)，其配置成延伸入所述大体空心的成像窗的所述内容积，以将置于所述目标台上的目标放置在所述医学成像器械的所述成像容积内。
18.如权利要求17所述的医学成像系统，其中，所述医学成像器械(16、18)包括正电子发射断层(PET)扫描器、计算机断层(CT)扫描器、磁共振(MR)扫描器和x射线成像器中的至少一个。
19.如权利要求14所述的医学成像系统，还包括：
至少一个辅助器械(30、32)，其置于所述热区(10)中，并经由所述至少一个电馈送(70)与置于冷区(14)中的所述医学成像器械(16、18)电连接。
20.如权利要求19所述的医学成像系统，其中，所述医学成像器械(16、18)为磁共振扫描器，且所述至少一个辅助器械(30、32)包括：
一个或多个局部射频线圈(32)，其置于所述热区(10)中，且可操作地经由所述至少一个电馈送(70)与置于所述冷区(14)中的所述磁共振扫描器电连接。
21.如权利要求14所述的医学成像系统，其中，所述屏障(12)包括：
通孔面板(60)，其包括至少一个通孔(68)，在所述通孔中密封所述至少一个电馈送(70)的所述外壳(72)。
22.如权利要求14所述的医学成像系统，还包括：
用户电子面板(46)，其置于所述热区(10)中，并由至少一个热侧电缆(44)与所述至少一个电馈送(70)连接；以及
至少一个用户电缆(48)，其具有可操作地与置于所述热区(10)中的至少一个器械(32)连接的第一末端和可拆装地与所述用户电子面板连接的第二末端。
23.如权利要求14所述的医学成像系统，其中，所述热区(10)遵循BSL-4隔离级别而隔离。
24.一种生物隔离系统，包括：
热区(10)，其维持在生物隔离的选定级别；
通孔面板(60)，其安装于在所述热区与冷区(14)之间的屏障(12)上，所述冷区未维持在生物隔离的所述选定级别；以及
多个气密密封的电馈送(70)，每个所述电馈送都包括外壳(72)、冷侧电插座(74)和热侧电插座(75)，所述气密密封的电馈送气密地密封入所述通孔面板的通孔(68)，所述热侧电插座延伸入所述热区，所述冷侧电插座延伸入所述冷区，暴露于所述热区的所述通孔面板的表面和所述气密密封的电馈送暴露于所述热区的一部分基本上耐受在所述热区的去污染中使用的一个或多个腐蚀性生物去污染剂。
25.如权利要求24所述的生物隔离系统，其中，将所述热区(10)隔离为生物隔离的所述BSL-4级别。
26.如权利要求24所述的生物隔离系统，其中，每个气密密封的电馈送(70)包括：
灌封材料(86)，其置于所述外壳(72)中，并提供将所述热侧和冷侧电馈送(74、75)相互隔离的气密密封，所述灌封材料对所述气密密封的电馈送和所述通孔(68)的边缘之间的缝隙或界面的密封无作用。
27.如权利要求26所述的生物隔离系统，其中，每个气密密封的电馈送(70)还包括：
环形垫片(94)，其气密地密封所述气密密封电馈送和所述通孔(68)的边缘之间的所述缝隙或界面。
28.如权利要求27所述的生物隔离系统，其中，所述环形垫片(94)耐受强氧化剂。
29.如权利要求24所述的生物隔离系统，还包括：
置于所述冷区(14)中的一个或多个医学成像器械(16、18)；以及
大体管状的成像窗(20)，其具有与所述热区(10)连通并与所述冷区(14)隔离的内容积(22)，将所述一个或多个医学成像器械布置成对与所述成像窗的所述内容积的至少一部分符合的容积成像。
30.如权利要求29所述的生物隔离系统，还包括：
一个或多个辅助器械(30、32)，其置于所述热区(10)中，并可操作地经由所述多个气密密封的电馈送(70)与置于所述冷区(14)中的所述一个或多个医学成像器械(16、18)电连通。
31.一种穿过隔离区(10)的屏障(12)提供电连接的方法，所述方法包括：
在隔离区的屏障(12)中形成开口；
在所述屏障中的所述开口处插入密封电馈送(70)；以及
密封所述密封电馈送的外壳(72)与所述屏障的边缘之间的界面或缝隙。
32.如权利要求31所述的方法，还包括：
经由所述密封电馈送电可达置于所述隔离区(10)外的成像系统。
33.如权利要求31所述的方法，还包括：
使用两个或更多的可操作的同样的密封电馈送(70)重复所述形成开口，所述插入和所述密封的步骤，以生成穿过所述屏障(12)的相应的两个或更多的冗余电连接。
34.如权利要求33所述的方法，还包括：
在未使用的冗余的密封电馈送(70)的隔离侧电插座(75)上安装罩盖(100)。
35.一种用于成像的生物防护环境，包括：
隔离区(10)，其维持在生物隔离的选定级别；
医学成像器械(16、18)，其置于所述隔离区外；
管，其从所述隔离区延伸入所述医学成像器械的成像区，经由所述管，可以不必破坏所述隔离区的防护而将所述隔离区中的目标引入所述成像区；以及
多个气密密封的电馈送(70)，其通过界定所述隔离区的屏障(12)，每个气密密封的电馈送都包括带有从所述隔离区外可达的冷侧电插座(74)和从所述隔离区内可达的热侧电插座(75)的气密密封外壳(72)，所述气密密封的电馈送(70)提供所述隔离区与所述医学成像器械之间的电连通。
36.如权利要求35所述的生物防护环境，其中，所述管为圆柱形或圆锥形中的一种，且具有圆形、椭圆形、方形或矩形横截面中的一种。
37.如权利要求35所述的生物防护环境，还包括：
面板(40)，其与所述屏障(12)中的开口一起密封，所述多个气密密封的电馈送(70)与所述面板密封在一起并通过所述面板。
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