双导线信号传输的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种设备，所述设备包括产生第一信号的第一信号源和产生第二信号的第二信号源。跨接开关连接在所述两个源之间，以便在直接开关配置中产生所述第一信号和第二信号的和并且在跨接开关配置中产生所述第一信号和第二信号之间的差。所述设备包括处理器，所述处理器被配置成接收所述和与所述差并从所述和与所述差复原所述第一信号和所述第二信号。
【专利说明】双导线信号传输
【技术领域】
[0001] 本发明整体涉及使用导体的信号传输，并且具体地涉及经由最少数量的导体来传 输多个信号。
【背景技术】
[0002] 在许多领域中，可能需要同时执行相对较大数量的测量，并且可能需要将测量结 果从测量位置传送到远程位置。此类传送可因测量位置和远程位置之间的有限通路而为困 难的。例如，在微创医疗程序中，进行手术的患者的入口尺寸可为极其有限的，使得用于手 术的导管或工具需要具有毫米级的直径。最小化用于传送测量结果的导体的数量使得导管 或工具的直径得以减小，且对患者具有相应的有益效果。
[0003] 以引用方式并入本专利申请的文献将视为本专利申请的整体部分，但不包括在这 些并入的文献中以与本说明书中明确或隐含地给出的定义相冲突的方式定义的任何术语， 而只应考虑本说明书中的定义。
【发明内容】
[0004] 本发明的实施例提供了一种设备，所述设备包括：
[0005] 产生第一信号的第一信号源和产生第二信号的第二信号源；
[0006] 跨接开关，所述跨接开关连接在两个源之间以便在直接开关配置中产生第一信号 和第二信号的和并且在跨接开关配置中产生第一信号和第二信号之间的差；以及
[0007] 处理器，所述处理器被配置成接收所述和与所述差并从所述和与所述差复原第一 信号和第二信号。
[0008] 在本发明所公开的实施例中，所述设备包括分别连接到第一信号源和跨接开关的 一对导体，所述导体被配置成将所述和与所述差从其输送到处理器。
[0009] 在另一个本发明所公开的实施例中，第一信号和第二信号由模拟信号构成。
[0010] 在另一个本发明所公开的实施例中，所述设备包括被配置用于插入人类患者体内 的导管的远端，其中结合有第一信号源、第二信号源和跨接开关。通常，第一信号源和第二 信号源分别包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和第二线圈被配置成响应于在远端外 部产生的磁场来分别产生第一信号和第二信号，并且处理器被配置成响应于第一信号和第 二信号来确定远端的位置和取向的指示。
[0011] 在可供选择的实施例中，处理器被配置成在直接开关配置和跨接开关配置之间切 换跨接开关。
[0012] 根据本发明的一个实施例，还提供了设备，所述设备包括：
[0013] 分别产生η个信号的η个信号源的序列，其中η为大于1的整数；
[0014] (η-1)个跨接开关，每个跨接开关被连接在ρ个信号源和第（ρ+1)个信号源之间， 其中Ρ为整数并且1彡Ρ < Π ，所述（Π -1)个跨接开关被配置成产生η个信号的η个不同的 线性组合；和
[0015] 处理器，所述处理器被配置成接收线性组合并从其复原η个信号。
[0016] 通常，处理器被配置成使（η-1)个跨接开关在η个开关配置中循环，以便分别产生 η个信号的η个不同的线性组合。
[0017] 不同线性组合中的η个信号的相应系数可为+1或-1。
[0018] 所述设备可包括分别连接到η个信号源中的第一个和连接到第（η-1)个跨接开关 的一对导体，所述导体被配置成将线性组合输送到处理器。
[0019] 根据本发明的实施例，还提供了一种方法，所述方法包括：
[0020] 从第一信号源产生第一信号并从第二信号源产生第二信号；
[0021] 将跨接开关连接在两个源之间，以便在直接开关配置中产生第一信号和第二信号 的和并且在跨接开关配置中产生第一信号和第二信号的差；
[0022] 接收所述和与所述差；
[0023] 以及从所述和与所述差中复原第一信号和第二信号。
[0024] 所述方法可包括提供被配置用于插入人类患者体内的导管的远端，以及将第一信 号源、第二信号源和跨接开关结合到远端内。
[0025] 根据本发明的实施例，还提供了一种方法，所述方法包括：
[0026] 分别从η个信号源的序列产生η个信号，其中η为大于1的整数；
[0027] 将（η-1)个跨接开关中的每一个连接在第ρ个信号源和第（ρ+1)个信号源之间， 其中Ρ为整数并且1彡Ρ < η，所述（η-1)个跨接开关被配置成产生η个信号的η个不同的 线性组合；
[0028] 接收线性组合；以及
[0029] 从所接收的线性组合复原η个信号。
[0030] 结合附图，通过以下对本发明实施例的详细说明，将更全面地理解本发明。
【专利附图】
【附图说明】
[0031] 图1为根据本发明的实施例的使用双导线传输系统的侵入式医疗程序的示意图；
[0032] 图2为根据本发明的实施例的用于手术中的导管的远端的示意图；
[0033] 图3Α和图3Β为根据本发明的实施例的示出跨接开关的示意性电路图；
[0034] 图4Α、图4Β、和4C为根据本发明的实施例的图2的导管远端中的具有不同电路配 置的示意性电路图；并且
[0035] 图5根据本发明的实施例的通过跨接开关连接的多个信号源的序列的示意性电 路图。
【具体实施方式】
[0036] 鐘述
[0037] 本发明的实施例提供了一种使用最少数量的导体来传送多个信号（通常为模拟 信号）的方法。通常，需要仅一对导体来传送多个信号。
[0038] 就其中所述多个信号包括来自两个信号源的两个信号的情况而言，具有两种配置 的跨接开关连接在两个源之间。在"直接"配置中，开关产生第一信号和第二信号的和；并且 在"跨接"配置中，开关产生第一信号和第二信号的差。通常经由上文提及的一对导体来将 所述和与所述差输送到处理器，并且处理器通过所接收的和与差的分析来复原两个信号。
[0039] 就其中所述多个信号包括来自对应数量的信号源的不止两个信号的情况而言，使 用更多个跨接开关。一般来讲，对于η个信号源（η为正整数）而言，（n-1)个跨接开关连 接在η个源之间。通常，开关的配置按照顺序进行改变，以使得在任何时间所述开关中的不 超过一个处于跨接配置中，从而提供连接到开关的两个信号之间的"局部"差。对于开关的 每个配置而言，产生信号的不同线性组合，每个线性组合包括信号和以及至多一个信号差。
[0040] 可将不同的线性组合经由一对导体输送到处理器，其中处理器可通过线性组合的 分析来复原η个信号中的每一个。
[0041] 本发明的实施例能够基本上同时对多个信号进行采样，并且所述信号可通过利用 一对导体的处理器来传输以用于后续复原。一旦复原后，处理器就可在任意时间获得全部 信号，这与其中信号为连续获得的时分多路复用式信号传输系统形成对比。
[0042] 系统描述在以下的描述中，附图中的类似元件由类似数字来标识，并且类似元件 可根据需要通过在标识数字后附加字母来进行区分。
[0043] 图1为使用双导线传输系统10的侵入式医疗程序的示意图，并且图2为根据本发 明的实施例的用于手术中的导管远端的示意图。以举例的方式，假定将系统10结合到用于 侵入式医疗程序的设备12中，所述侵入式医疗程序是由医疗专业人员14对人类患者18的 心脏16来执行的。
[0044] 为了执行手术，专业人员14将导管20插入患者体内，以使得导管的远端22进入 患者的心脏。为了在远端位于患者心脏中时对其进行跟踪，设备12包括磁发射器24,所述 磁发射器24通常位于患者的下方和体外且位于心脏16附近。发射器24由处理器26供能和 控制，所述处理器26位于设备12的操作控制台28中。由Biosense Webster公司（Diamond Bar，CA)生产的Garto?系统使用此类跟踪方法。
[0045] 如下文更详细所述，响应于来自发射器的磁场而在远端22内产生的信号经由导 管20回传到处理器26。处理器分析所接收的信号以确定远端的位置和取向，并且可将结果 呈现在附接到控制台的显示屏30上。通常通过将代表远端的图标结合到心脏标测图内来 呈现结果。
[0046] 产生于远端（其例子提供于下文中）内的其他信号也可经由导管20进行回传，并 且可将来自信号分析的结果呈现在显示屏30上。得自这些信号的结果通常包括表征心脏 特性的数字显示和/或曲线图。
[0047] 图2示意性地示出了远端22的元件。远端通常包括一个或多个感测元件，所述一 个或多个感测元件用于测量其中定位有远端22的心脏16的一部分的特性。此类感测元件 可包括例如测量通过远端对心脏施加的力或压力的传感器、测量心脏的温度的传感器、和/ 或测量心脏的电极电位的电极。例如，授予Govari等人的美国专利8, 357, 152描述了在导 管的远端中具有产生压力感测信号的传感器的系统，该专利的公开内容以引用方式并入本 文。根据下述说明将显而易见的是，在本发明的实施例中，可将由上述类型的传感器提供的 信号输送到处理器26。
[0048] 以举例的方式，假定远端22包括可用于测量心脏电极电位的三个大体类似的电 极50 (电极52A、52B、和52C)。在一些实施例中，电极52A、52B、和/或52C也可用于将射频 消融功率施加到心脏。
[0049] 为了使用得自感测元件（诸如，电极50)的测量结果，通常需要知道其中定位有这 些元件的远端的位置和取向。为了提供位置和取向，远端包括三个大体类似的线圈60 (线 圈60A、60B、和60C)，所述三个大体类似的线圈60被布置成具有彼此互相垂直的轴线。为 清楚起见，附图将线圈示为具有分离的中心；然而，线圈可被布置成具有共同的中心以便节 省空间。线圈响应于来自发射器24的磁场来产生被处理器26(并且在上文提及）接收的 信号。然而，并非每个信号均经由每个线圈60的相应导体对回传到处理器，在本发明的实 施例中，三个线圈信号均经由一对导体62 (导体62A、62B)回传到处理器26，如下文所述。 导体62通常被包封在结合到导管20内的电缆64中。
[0050] 为了通过一对导体62来传送信号，将线圈60连接到两个跨接开关70 (开关70A 和70B)。用于本发明的实施例中的跨接开关70的特性在下文中进行解释。远端中的线圈 60、开关70、和导体62的布置在本文称为电路80。
[0051] 图3A和图3B为根据本发明的实施例的分别示出普通跨接开关70的第一"直接" 配置和该开关的第二"跨接"配置的示意性电路图。开关70可处于两个配置中的一个，所 述两个配置的特性描述于下文中。开关70包括四个分离的端子11、了233、和了4。在第一 配置中，端子T1和T2连接在一起，并且端子T3和端子T4连接在一起。在第二配置中，端 子T1和T4连接在一起，并且端子T3和端子T2连接在一起。
[0052] 开关70连接到分别产生信号Si和信号S2的两个信号源（通常为模拟信号源）。 一般来讲，用于Si和S 2的表达式由公式（1)给定：
【权利要求】
1. 一种设备，包括： 产生第一信号的第一信号源和产生第二信号的第二信号源； 跨接开关，所述跨接开关连接在所述两个源之间，以便在直接开关配置中产生所述第 一信号和第二信号的和并且在交叉开关配置中产生所述第一信号和第二信号之间的差；以 及 处理器，所述处理器被配置成接收所述和与所述差并从所述和与所述差复原所述第一 信号和所述第二信号。
2. 根据权利要求1所述的设备，包括分别连接到所述第一信号源和连接到所述跨接开 关的一对导体，所述导体被配置成将所述和与所述差从其输送到所述处理器。
3. 根据权利要求1所述的设备，其中所述第一信号和所述第二信号包括模拟信号。
4. 根据权利要求1所述的设备，包括被配置用于插入人类患者体内的导管的远端，其 中结合有所述第一信号源、所述第二信号源和所述跨接开关。
5. 根据权利要求4所述的设备，其中所述第一信号源和所述第二信号源分别包括第一 线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈被配置成响应于在所述远端外部产生的磁 场来分别产生所述第一信号和所述第二信号，并且其中所述处理器被配置成响应于所述第 一信号和所述第二信号来确定所述远端的位置和取向的指示。
6. 根据权利要求1所述的设备，其中所述处理器被配置成在所述直接开关配置和所述 交叉开关配置之间切换所述跨接开关。
7. -种设备，包括： 分别产生η个信号的η个信号源的序列，其中η为大于1的整数； (η-1)个跨接开关，每个跨接开关连接在第Ρ个信号源和第（Ρ+1)个信号源之间，其中 Ρ为整数并且1彡Ρ < η，所述（η-1)个跨接开关被配置成产生η个信号的η个不同的线性 组合；以及 处理器，所述处理器被配置成接收所述线性组合并从所述线性组合复原所述η个信 号。
8. 根据权利要求7所述的设备，其中所述处理器被配置成使所述（η-1)个跨接开关在 所述开关的η个配置中循环，以便分别产生所述η个信号的所述η个不同的线性组合。
9. 根据权利要求7所述的设备，其中所述不同线性组合中的所述η个信号的相应系数 为+1或-1。
10. 根据权利要求7所述的设备，包括分别连接到所述η个信号源中的第一个和连接到 第（η-1)个跨接开关的一对导体，所述一对导体被配置成将所述线性组合输送到所述处理 器。
11. 一种方法，包括： 从第一信号源产生第一信号并从第二信号源产生第二信号； 将跨接开关连接在所述两个源之间，以便在直接开关配置中产生所述第一信号和第二 信号的和并在交叉开关配置中产生所述第一信号和第二信号的差； 接收所述和与所述差； 以及从所述和与所述差复原所述第一信号和所述第二信号。
12. 根据权利要求11所述的方法，包括将一对导体分别连接到所述第一信号源和连接 到所述跨接开关，以及经由所述一对导体来输送所述和与所述差。
13. 根据权利要求11所述的方法，其中所述第一信号和所述第二信号包括模拟信号。
14. 根据权利要求11所述的方法，包括提供被配置用于插入人类患者体内的导管的远 端，以及将所述第一信号源、所述第二信号源和所述跨接开关结合到所述远端内。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中所述第一信号源和所述第二信号源分别包括第 一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈被配置成响应于在所述远端外部产生的 磁场来分别产生所述第一信号和所述第二信号，以及响应于所述第一信号和所述第二信号 来确定所述远端的位置和取向的指示。
16. 根据权利要求11所述的方法，包括在所述直接开关配置和所述交叉开关配置之间 切换所述跨接开关。
17. -种方法，包括： 分别从η个信号源的序列产生η个信号，其中η为大于1的整数； 将（η-1)个跨接开关中的每一个连接在第ρ个信号源和第（ρ+1)个信号源之间，其中 Ρ为整数并且1彡Ρ < η，所述（η-1)个跨接开关被配置成产生所述η个信号的η个不同的 线性组合； 接收所述线性组合；以及 从所述接收的线性组合复原所述η个信号。
18. 根据权利要求17所述的方法，包括使所述（η-1)个跨接开关在所述开关的η个配 置中循环，以便分别产生所述η个信号的所述η个不同的线性组合。
19. 根据权利要求17所述的方法，其中所述不同线性组合中的所述η个信号的相应系 数为+1或-1。
20. 根据权利要求17所述的方法，包括将一对导体连接到所述η个信号源中的第一个 和连接到第（η-1)个跨接开关，以及经由所述一对导体来输送所述线性组合。
【文档编号】G08C19/00GK104299396SQ201410344626
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年7月18日 优先权日:2013年7月19日
【发明者】A.戈瓦里 申请人:韦伯斯特生物官能(以色列)有限公司