經由數字接口的醫療裝置的同步的制作方法

專利名稱：經由數字接口的醫療裝置的同步的制作方法
技術領域：
一般來說，本發明涉及電子醫療裝置，具體來說，涉及用于控制 這類裝置的方法和系統。
背景技術：
許多類型的醫療診斷和治療系統包括接觸患者的身體的 一 個或 多個探頭以及接收信號并且在一些情況下控制探頭的功能的控制臺。
例如，用于有創"^斷和治療的心導管通常以這種方式來配置。在本領 域已知的系統中，這類導管一般通過有線模擬接口連接到控制臺。但 是，較新的導管可經由無線接口與控制臺進行通信。
例如，通過引用將其公開結合到本文中的美國專利6266551其中 還描述了一種無線導管(以及其他事物)，它沒有在物理上連接到信 號處理和/或計算設備。而是將發射器/接收器附連到導管的近端。發 射器/接收器使用例如IR(紅外)、RF(射頻)或聲傳輸等無線通信方法與 信號處理和/或計算機設備進行通信。這種類型的配置的 一個有益效 果在于，可易于使插入(電敏感)心臟的導管電浮動。另一個有益效果 是減少了操作人員可能纏住和/或突然從身體拉出的纜線和接線的 量。又一個優點在于易于消毒并且使這種導管保持無菌狀態，因為整 個導管可作為單個單元來消毒。
無線醫療感測裝置的另一個示例是IMEC(Leuven, Belgium)開發 的無線ECG貼片(patch)。無線ECG貼片的核心由集成到柔性襯底 上的微型化無線傳感器節點組成。它包括實現本地數字信號處理的商 業微處理器、2.4GHz無線電鏈路和微型化可充電電池。另外，傳感 器節點具有叉形天線和搭鎖連接器(用于連接到電極)的特征。無線
5ECG貼片可工作在連續監測模式，其中以250與1000Hz之間的取樣 頻率將ECG -或EMG -數據連續傳送給接收器。在IMEC.be網站 描述了這種裝置的其它細節。

發明內容
本發明的實施例提供用于經由數字接口來控制醫療裝置的改進 方法和系統。特別地，這些實施例的一部分提供用于使用通過可以是 有線或無線的標準數字接口所傳送的消息使醫療裝置同步的方法。
因此，根據本發明的一個實施例，提供一種用于裝置控制的方法， 包括
使多個醫療裝置與患者身體接觸； 耦合醫療裝置，以便經由數字接口與控制臺進行通信； 通過數字接口從控制臺傳送消息，以便由多個醫療裝置同時接 收；以及
響應接收該消息而使醫療裝置相互同步。
在一個公開實施例中，醫療裝置包括使其與患者心臟接觸的導管。
在一些實施例中，數字接口包括無線接口。在一個實施例中，傳 送消息包括以可適用于無線接口的標準所規定的格式從控制臺向多 個醫療裝置發送廣播消息。作為替代或補充，傳送消息包括才艮據第一 協議來發送同步消息，以及該方法包括使用與第 一協議不同的第二協 議、通過無線接口傳送數據。
在一個實施例中，傳送消息包括從控制臺向多個醫療裝置發送一 個或多個脈沖。
在一些實施例中，醫療裝置包括配置成當醫療裝置與身體接觸時 生成信號的相應傳感器，以及該方法包括對醫療裝置中的信號取樣， 并且通過數字接口將取樣信號傳送給控制臺。通常使用每個醫療裝置 中的相應內部時鐘對信號取樣，以及使醫療裝置同步包括復位內部時鐘。
在一個公開實施例中，相應傳感器包括位置傳感器，以及信號指
示醫療裝置的相應位置。作為補充或替代，相應傳感器包括電極，以 及信號指示體內的電活動和/或裝置與體內組織之間的接觸阻抗。又
作為補充或替代，相應傳感器可響應于施加到裝置的力，以及信號指 示裝置與體內組織之間的接觸壓力。
根據本發明的一個實施例，還提供一種醫療電子設備，包括
控制臺，它包括第一數字接口，并且配置成通過數字接口同時向 多個接收方傳送消息；以及
多個醫療裝置，它們配置成被使得與患者身體接觸，以及包括與 控制臺的第一數字接口進行通信的第二數字接口 ，并且配置成同時接 收控制臺所傳送的消息和響應接收該消息而相互同步。
通過結合附圖閱讀以下對本發明的實施例的詳細描述，將會更全 面地了解本發明，附圖包括


圖1是^L據本發明的一個實施例、包括無線數字接口的醫療系統 的圖解示意圖示；以及
圖2是示意示出根據本發明的一個實施例、包括無線數字接口的 醫療系統的功能組件的框圖。
具體實施例方式
在本專利申請所描述的本發明的實施例中，醫療裝置、如心導管 經由可以是有線或無線的標準數字接口與控制臺i^行通信。每個這種 醫療裝置中的內部操作電路控制裝置的功能元件，并且將裝置所捕捉 的信號數字化以便傳送給控制臺。這個上下文中的標準數字接口的使 用在降低成本和增強系統靈活性方面是有利的，但是這類標準接口往 往僅提供用于控制臺與醫療裝置之間的消息(數據和控制)的單一通道。
在一些過程中，多個裝置可被使用，并且同時與同一個控制臺接 口。為了由裝置傳送給控制臺的信號之間的準確配準，使不同裝置的 內部時鐘相互同步是合乎需要的。在本發明的實施例中，這種同步通 過從控制臺同時向所有裝置傳送同步消息來提供。例如，當裝置通過
Bluetooth 無線鏈路與控制臺進行通信時，控制臺可傳送標準藍牙廣 播消息，以便使導管同步。同步消息可通過用于數據通信的同一個通 道來傳送。裝置操作電路編程為識別并同步到廣播消息。
圖1是根據本發明的一個實施例、使用無線數字接口的醫療系統 20的圖解示意圖示。為了清晰起見，此圖以及圖2僅示出在理解本 發明的本實施例的操作方面有用的系統20的有限數量的物理和功能 組件。構建工作系統所需的其余元件取決于系統的專門目標應用和配 置，并且在該基礎上將是本領域的技術人員顯而易見的。
這個示例中的系統20是心導管插入系統，它包括用于插入患者 心臟的至少兩個導管22、 24。導管各包括與控制臺26中的對應接口 30進行通信的無線數字接口 28。接口 28和30可按照本領域已知的 任何適當無線通信標準進行操作，例如藍牙、IEEE 802.11系列標準 之一或者HiperLAN標準。
圖1的示例中的控制臺26包括配備了接口 30以及用于控制和收 集來自導管22和24的數據的適當電路和軟件的通用計算機。但是， 更一般來說，術語"控制臺"在本專利申請的上下文以及在權利要求書 中用來表示具有用于控制和接收來自與患者身體接觸的醫療裝置的 信號的適當處理器和接口的任何種類的控制單元。這種控制臺可具有 實質上任何適當規模，從主要儀表系統到小型手持或臺式裝置。
導管22和24各包括一個或多個傳感器， 一個或多個傳感器在這 個示例中包括位置傳感器32和電極34。電極用于感測心臟內部的電 信號。作為替代或補充，電極可用于治療目的，例如向心內膜輸送射 頻(RF)能量用于心律失常的基于消融的治療。作為另一個備選方案，電極34可用于感測導管與心臟組織之間的接觸阻抗。
位置傳感器32生成指示患者體內的相應導管的位置坐標(位置和 /或取向)的信號。位置傳感器可實現本領域已知的位置感測的任何適 當方法。例如，位置傳感器可感測在患者身體外部的已知位置磁場發 生器線圈(未示出)所生成的磁場，如同Biosense Webster Inc.(Diamond Bar, Califomia)生產的CARTO 系統中的。在以下美國專利中進一 步 公開了用于基于磁場的位置感測的適當方法，通過引用將其公開結合 到本文中給Ben-Haim的美國專利5391199、 5443489和6788967; 給Ben-Haim等的美國專利6690963;給Acker等人的美國專利 5558091;給Ashe的美國專利6172499;以及給Govari的美國專利 6177792。
又作為替代或補充，系統20中的導管可包括其它類型的位置和/ 或物理或生理參數的傳感器，這是本領域已知的。例如，傳感器32 可包括力傳感器或觸覺傳感器，它生成指示導管與心臟組織之間的接 觸壓力的信號。
圖2是示意示出根據本發明的一個實施例的系統20的功能組件 的框圖。每個導管22、 24中的傳感器32、 34經由模擬/數字(A/D)轉 換器電路40與接口 28連接。這個電路使用內部取樣時鐘對傳感器輸 出的信號取樣和數字化。接口 28包括調制解調器42和控制器44。 按照適用的通信標準，調制解調器通過空中向控制臺26中的接口 30 傳送數據信號，并且接收來自接口 30的控制信號。控制器以分組格 式化來自電路40的數據供調制解調器進行傳送，并且執行來自控制 臺26的控制信號所載送的命令。電路40所使用的內部取樣時鐘可由 控制器44或者由電路40本身來生成。作為補充或備選，控制器44 可使用內部時鐘對它傳送給控制臺的數據分組進行時間加戳。
控制臺26中的接口 30類似地包括調制解調器46以及與中央處 理單元(CPU)50進行通信的控制器48。 CPU接收和處理從導管22、 24所傳送的數據信號(在當前示例中包括導管位置和心臟電信號)，以
9便組合診斷輸出。例如，CPU可產生心臟電活動圖，例如上述CARTO 系統產生的類型的圖。
CPU50可時常決定使系統20的組件同步。同步通常在系統啟動 時執行，并且此后可能周期地重復執行。這種同步是合乎需要的，例 如以便確保使導管22和24中的電路40使用的內部時鐘相互同步， 使得CPU可在產生診斷輸出中準確地使信號相關。為了使導管22和 24同步，CPU 50向控制器48發出命令，以便通過空中從調制解調 器46同時向導管中的調制解調器42傳送同步消息。在接收到消息時， 控制器44復位相應導管的內部時鐘，由此使時鐘相互同步到小容差 之內。
同步消息可使用可適用無線通信標準批準的廣播格式。例如，假 定接口 28和30配置為藍牙微微網，其中控制臺26是主，而導管22、 24是從，同步消息可使用在藍牙規范中定義的主動跟從廣播(ASB) 機制來傳送。備選地，藍牙所提供的其它一對多傳輸機制以及其它標 準可用于這個目的。
備選地，無論通過藍牙還是通過其它類型的標準或專有接口及協 議，可使用其它類型的同步消息。例如， 一個協議可用于發送同步消 息，而另一個協議可用于在導管與控制臺之間傳送數據。如果使用適 當的專有協議，則同步消息可與預定的一序列脈沖那樣筒單，或者甚 至是通過接口傳送的單脈沖。
在一些實施例中，甚至可存在用于數據傳遞和同步功能的獨立收 發器。例如，在識別同步脈沖時，這個收發器可向控制器44發送中 斷，控制器44相應地調整它向控制臺傳送的分組的時戳。
所需的同步的精度取決于感測應用。例如，對于ECG感測，精 度可粗略到0.5ms。另一方面，對于準確位置感測，同步的lps或更 好的精度是合乎需要的。這種精度不是從現有無線通信協議、如藍牙 可得到的。對于增強精度，調制解調器42的接收器電路可修改成準 許在由調制解調器的核心電路處理原始RF脈沖之前對它們進行檢測。經修改的接收器電路在檢測到RF脈沖時發信號通知控制器44， 以及控制器相應地使導管電路同步。
雖然以上所述的實施例具體涉及心導管，但是本發明的原理類似 地可適用于其它類型的有創和身體表面裝置。此外，以上所述的方法 和電路可適合于不僅通過各種不同類型的無線接口進行操作，而且還 通過有線數字接口 、如通用串行總線(USB)接口進行操作。
因此大家將會理解，作為示例來引用上述實施例，并且本發明并 不局限于上文中具體示出和描述的內容。本發明的范圍而是包括上文 所述各種特征的組合及子組合，以及包括本領域的技術人員在閱讀以 上描述時會想到的、現有技術中沒有公開的變化和修改。
權利要求
1.一種用于裝置控制的方法，包括使多個醫療裝置與患者身體接觸；耦合所述醫療裝置，以經由數字接口與控制臺進行通信；通過所述數字接口從控制臺傳送消息，以由所述多個醫療裝置同時接收；以及響應接收到所述消息而使所述醫療裝置相互同步。
2. 如權利要求1所述的方法，其中，所述醫療裝置包括被使得與患者心臟接觸的導管。
3. 如權利要求1所述的方法，其中，所述數字接口包括無線接口 。
4. 如權利要求3所述的方法，其中，傳送消息包括以可適用于所述無線接口的標準所規定的格式從所述控制臺向所述多個醫療裝置發送廣播消息。
5. 如權利要求3所述的方法，其中，傳送所述消息包括根據第一協議來發送同步消息，以及其中所述方法包括使用與所述第 一協議不同的第二協議、通過所述無線接口傳送數據。
6. 如權利要求1所述的方法，其中，傳送所述消息包括從所述控制臺向所述多個醫療裝置發送一個或多個脈沖。
7. 如權利要求1所述的方法，其中，所述醫療裝置包括配置成當所述醫療裝置與身體接觸時生成信號的相應傳感器，以及所述方法包括對所述醫療裝置中的所述信號取樣，并且通過所述數字接口將所述取樣信號傳送給所述控制臺。
8. 如權利要求7所述的方法，其中，使用每個所述醫療裝置中的相應內部時鐘對所述信號取樣，以及使所述醫療裝置同步包括復位所述內部時鐘。
9. 如權利要求7所述的方法，其中，所述相應傳感器包括位置傳感器，以及所述信號指示所述醫療裝置的相應位置。
10. 如權利要求7所述的方法，其中，所述相應傳感器包括電極，以及所述信號指示體內的電活動。
11. 如權利要求7所述的方法，其中，所述相應傳感器包括電極，以及所述信號指示所述裝置與體內組織之間的接觸阻抗。
12. 如4又利要求7所述的方法，其中，所述相應傳感器響應施加到所述裝置上的力，以及所述信號指示所述裝置與體內組織之間的接觸壓力。
13. —種醫療電子設備，包括控制臺，它包括第一數字接口，并且配置成通過所述數字接口同時向多個接收方傳送消息；以及多個醫療裝置，它們配置成被使得與患者身體接觸，以及包括與所述控制臺的所述第一數字接口進行通信的第二數字接口 ，并且配置成同時接收所述控制臺所傳送的所述消息和響應接收到所述消息而相互同步。
14. 如權利要求13所述的設備，其中，所述醫療裝置包括配置成被使得與患者心臟接觸的導管。
15. 如權利要求13所述的設備，其中，所述第一和第二數字接口包括無線4妄口。
16. 如權利要求15所述的設備，其中，所述消息包括以可適用于所述無線接口的標準所規定的格式從所述控制臺向所述多個醫療裝置傳送的廣播消息。
17. 如權利要求15所述的設備，其中，傳送所述消息包括根據第一協議來發送同步消息，以及其中所述醫療裝置配置成使用與所述第一協議不同的第二協議、通過所述無線接口傳送數據。
18. 如權利要求13所述的設備，其中，所述消息包括從所述控制臺向所述多個醫療裝置傳送的一個或多個脈沖。
19. 如權利要求13所述的設備，其中，所述醫療裝置包括配置成當所述醫療裝置與身體接觸時生成信號的相應傳感器以及配置成對所述傳感器所生成的所述信號取樣并且通過所述數字接口將所述取樣信號傳送給所述控制臺的電路。
20. 如權利要求19所述的設備，其中，所述電路配置成使用每個所述醫療裝置中的相應內部時鐘對所述信號取樣以及在接收到所述消息時復位所述內部時鐘。
21. 如權利要求19所述的設備，其中，所述相應傳感器包括位置傳感器，以及所述信號指示所述醫療裝置的相應位置。
22. 如權利要求19所述的設備，其中，所述相應傳感器包括電極，以及所述信號指示體內的電活動。
23. 如權利要求19所述的設備，其中，所述相應傳感器包括電極，以及所述信號指示所述裝置與體內組織之間的接觸阻抗。
24. 如權利要求19所述的方法，其中，所述相應傳感器可響應施加到所述裝置上的力，以及所述信號指示所述裝置與體內組織之間的接觸壓力。
全文摘要
本發明提供了經由數字接口的醫療裝置的同步。用于裝置控制的方法包括使多個醫療裝置與患者身體接觸。耦合醫療裝置，以便經由數字接口與控制臺進行通信。通過數字接口從控制臺傳送消息，以便由多個醫療裝置同時接收。響應接收到該消息而使醫療裝置相互同步。
文檔編號A61B5/042GK101675900SQ200910172829
公開日2010年3月24日 申請日期2009年8月28日 優先權日2008年8月28日
發明者A·C·阿爾特曼, A·戈瓦里 申請人:韋伯斯特生物官能公司