用于与介入器械的数据通信的医疗系统及介入器械技术方案

本发明专利技术涉及数据通信系统(100)和方法，具体而言，该系统和方法可以应用于经由高速链路(101)从类似于导管或者导丝之类的医疗器械传送数据。系统(100)包括(体内)从属组件(150)，所述从属组件(150)具有可控从属时钟(153)和发射机(151)，所述发射机(151)用于发送由从属时钟信号(clk)提供时钟的数据信号(ds)。此外，其包括(体外)具有时钟控制器(114、115、116)的主组件(110)，所述时钟控制器接收主时钟信号(ref_clk)和数据信号(ds)，并生成用于将从属时钟(153)调整到主时钟(113)的时钟控制信号(ccs)。因此，可以在低空间和能量需求的情况下(例如，通过压控振荡器(VCO))，实现从属时钟(153)。此外，可以通过仅仅两条信号线来实现经由其来交换数据信号(cs)和时钟控制信号(ccs)的链路(101)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于与介入器械的数据通信的医疗系统及介入器械
本专利技术涉及用于传送数据信号的数据通信系统和方法。此外，本专利技术涉及数据通信系统的组件、医疗器械(特别是导管或者导丝)，并涉及医疗系统。
技术介绍
在类似微创手术之类的医疗介入中使用的仪器，越来越多地配备有从体内发送数据的一个或多个传感器。例如，描述了包括压力传感器的心血管导管，其中向该传感器提供外部时钟信号，以允许数字数据通信(JinJi等，“AnUltraminatureCMOSPressuresensorforamultiplexedcardiovascularcatheter”，IEEEtransactionsonelectrondevices,Vol.39,No.10,Oct1992)。US2009/015304A1公开了用于将由数据传输链路连接的主设备和的从属设备进行同步的各种过程。主设备测量从从属设备接收的信号关于主设备的时钟信号的相位偏移。随后，主设备向从属设备发送该信息，所述从属设备相应地调整其信号的相位偏移。在一些实施例中，从属设备包括其自己的时钟源。WO2010/097111A1公开了基于分组的通信网络中的时钟调整的过程。在请求了主设备之后，客户端向主设备发送多个定时分组。通过将这些分组对于参考频率的到达时间进行比较，主设备确定差值。将该值传送回客户端，并用于调整本地振荡器。EP2158841A2与诸如心脏导管的多个医疗器械通过从外部控制台向所有这些器械传输消息的同步有关。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供允许高速数据通信的方式，特别是在介入器械和外部设备之间的通信，其中位于器械内部的器件应当优选地具有较小的空间和/或能量需求。本目标通过根据权利要求1的医疗系统来实现。在从属权利要求中公开了优选的实施例。根据本专利技术的医疗系统包括将在下文进行更详细地解释的组件。根据本专利技术的数据通信系统，服务于数据从一个通信方到另一个通信方的通信或者传送。其包括下面的组件：a)第一组件，在下文中称为“从属组件”(或者简称为“从属”)，以指示其是通信系统的更高层级控制的主题。从属组件应当包括下面的子组件：a1)用于生成时钟信号的时钟，出于引用的目的，这些元件在下文中将称为“从属时钟”和“从属时钟信号”。从属时钟应当是可控的，这意味着可以在给定的限制之内，对从属时钟信号的特性参数(通常是其频率)进行调整。a2)用于发送数据信号的发射机，其中该数据信号由从属时钟信号提供时钟。这意味着数据信号将“嵌入”从属时钟信号的至少一部分，并与其具有直接关系(使得可以至少部分地从数据信号中取回时钟信号)。这优选地使用数字数据信号来实现，例如，可以将数据比特序列与从属时钟信号进行同步。但是，模拟数据信号也是可能的，例如通过使用振幅调制或者多级信令。假定在该数据信号中被编码的数据是由不同于从属组件的另一个(逻辑)组件提供的，例如由一个或多个传感器提供(所述一个或多个传感器在功能上不是通信系统的一部分，但它们可以例如在同一个ASIC设备上实现)。b)第二组件，在下文中称为“主组件”，其包括下面的子组件：b1)用于接收上面所提及的数据信号的接收机。b2)用于生成时钟信号的时钟，出于引用的目的，这些元件在下文中将称为“主时钟”和“主时钟信号”。b3)时钟控制器，其接收前述的主时钟信号和接收的数据信号，以及生成“时钟控制信号”，通过该“时钟控制信号”可以将从属时钟调整到主时钟。这种调整意味着：将从属时钟信号的至少一个特性参数改变为最优地与主时钟信号所提供的给定目标参数相匹配。举一个典型的示例，可以将从属时钟信号的频率调整到主时钟信号的频率。c)链路或者通信信道，经由该链路或者通信信道可以在从属组件和主组件之间交换上面所提及的数据信号和时钟控制信号。经由该链路，从属组件的发射机因此耦合到主组件的接收机，主组件的时钟控制器耦合到从属组件的从属时钟。根据第二方面，本专利技术涉及用于经由链路从从属组件向主组件发送数据信号的方法，所述方法包括下面的步骤：a)利用从属时钟信号向所述数据信号提供时钟，所述从属时钟信号是由从属组件中的从属时钟生成的。b)在主组件中接收所述数据信号。c)从数据信号中至少部分地恢复从属时钟信号。c)将所恢复的从属时钟信号与主时钟信号进行比较，并生成与该比较结果相关联的时钟控制信号，其中，所述主时钟信号是主组件中的主时钟生成的。d)基于时钟控制信号，将从属组件中的从属时钟调整到主时钟。数据通信系统和方法是同一专利技术构思的不同实现。因此，针对这些实现中的一种实现所提供的解释和定义，对于其它实现也是有效的。在高速数据通信(其通常以100Mbps或者更高的速率发生)中，需要具有关于实际时钟频率的准确知识。这可以通过使用精确时钟(例如，在两侧上的晶体时钟)来完成，或者存在着能够跟踪非准确时钟频率的需求。所提出的数据通信系统和方法的重要优点在于：数据按照由主组件“规定的”的频率(例如，重要的系统时钟频率)到达，而无需在从属组件侧(在空间和功率上受到限制的一侧)具有准确的时钟。因此，可以使用具有较小功耗的小型组件来实现从属时钟。在下文中，将描述本专利技术的各种优选的实施例，这些实施例与上面所描述的数据通信系统和方法有关。根据第一优选的实施例，从属时钟包括或者完全地包括压控振荡器(VCO)或者电流控制振荡器(CCO)。VCO和CCO是本领域中熟练的技术人员公知的组件，它们分别允许通过外部控制电压或者电流来调整它们的输出频率。通常，从属组件和主组件之间的链路可以是能够携带数据信号和时钟控制信号的任何类型的通信信道。如果数据信号和/或时钟控制信号是例如通过无线(RF)信号或者光信号来实现的，则链路可以简单地是能够在其中传播这些信号的介质。如果数据信号和时钟控制信号是通过不同的形式来实现的，则链路包括用于这二者的载波。在优选的实施例中，链路(至少)包括两条信号线，经由这两条信号线可以在从属组件和主组件之间对电信号进行改变。在该情况下，数据信号和/或时钟控制信号可以例如通过应用于所述信号线的电压或者电流来表示。最优选地，链路仅仅由能够携带数据信号和/或时钟控制信号的两条信号线来构成。仅仅通过两条信号线来实现该链路使空间需求减到最小，而同时保证可靠的连接。主组件可以可选地包括用于经由所述链路来发送信号(优选地，数字信号)的发射机，所述信号在下文中称为“主信号”。该主信号可以从主组件向从属组件传送额外的数据和/或控制命令(除了时钟控制信号之外)，其中这种通信有利地使用可用的链路。从属组件优选地包括用于经由所述链路接收“额外的信号”(除了时钟控制信号之外)的接收机。具体而言，这种额外的信号可以是前述的实施例的由主组件所生成的主信号。根据本专利技术的优选的实施例，数据信号、时钟控制信号、主信号和/或额外的信号由链路的两条信号线之间的电压和/或电流的差来表示(例如，如果V1和V2是在所述两条信号线上的电压的话，作为差(V1-V2))。随后，该差值的符号(极性)可以表示各自信号的“0”和“1”比特。根据另一个实施例，数据信号由负载的变化来表示，所述负载在从属组件中耦合到链路的两条信号线。随后，主组件中的接收机可以感测到这种负载变化。优选地，时钟控制信号、额外的信号和/或主信号由链路的两条信号线上的共模电压和/或电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据通信系统(100‑300)，包括：a)从属组件(150‑350)，其具有：a1)可控从属时钟(153‑353)，其用于生成从属时钟信号(clk)，a2)以及，发射机(151‑351)，其用于发送数据信号(ds)，其中，所述数据信号(ds)由所述从属时钟信号(clk)提供时钟；b)主组件(110‑310)，其具有：b1)接收机(112)，其用于接收所述数据信号(ds)，b2)主时钟(113)，其用于生成主时钟信号(ref_clk)，b3)以及，时钟控制器(114、115、116‑316)，其接收所述主时钟信号(ref_clk)和所述数据信号(ds)，以及生成用于将所述从属时钟(153‑353)调整到所述主时钟(113)的时钟控制信号(ccs)；c)链路(101‑301)，经由所述链路(101‑301)能够交换所述数据信号(ds)和所述时钟控制信号(ccs)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.28 US 61/552,6271.一种医疗系统(100-300)，包括：a)包括具有下面组件的从属组件(150-350)的介入器械：a1)可控从属时钟源(153-353)，其用于生成从属时钟信号(clk)，所述可控从属时钟源可由时钟控制信号调整，以及a2)发射机(151-351)，其用于发送数据信号(ds)，其中，所述发射机(151-351)对来自传感器、致动器和/或成像设备的数据进行编码，所述数据信号(ds)由所述从属时钟信号(clk)来提供时钟以嵌入所述从属时钟信号的至少一部分；b)包括具有下面组件的主组件(110-310)的外部设备：b1)接收机(112)，其用于接收所述数据信号(ds)，b2)主时钟(113)，其用于生成主时钟信号(ref_clk)，b3)时钟控制器(114、115、116-316)，其被配置为接收所述主时钟信号(ref_clk)和所述数据信号(ds)，以及生成用于将所述可控从属时钟源(153-353)调整到所述主时钟(113)的所述时钟控制信号(ccs)；c)链路(101-301)，经由所述链路(101-301)能够交换所述数据信号(ds)和所述时钟控制信号(ccs)。2.根据权利要求1所述的医疗系统(100-300)，其特征在于，所述可控从属时钟源包括电压或者电流控制的振荡器(153-353)。3.根据权利要求1所述的医疗系统(100-300)，其特征在于，所述链路(101-301)包括两条信号线(102-302、103-303)。4.根据权利要求1所述的医疗系统(100-300)，其特征在于，所述链路(101-301)由两条信号线(102-302、103-303)组成。5.根据权利要求1所述的医疗系统(100-300)，其特征在于，所述主组件(110-310)包括：发射机(151-351)，其用于经由所述链路(101-301)来发送主信号(ms)。6.根据权利要求1所述的医疗系统(100-300)，其特征在于，所述从属组件(150-350)包括：接收机(152)，其用于从所述链路(101-301)接收额外的信号(ms)。7.根据权利要求1所述的医疗系统(100-300)，其特征在于，所述数据信号(ds)和/或所述时钟控制信号(ccs)由所述链路(101-301...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·C·范伦斯，N·F·茹瓦，B·马赛利斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL