CN102046225A - 具有与所连接外围设备电隔离的流动医疗设备 - Google Patents

Abstract

提供一种方法和装置，用于当医疗设备经由有源通信电缆连接到外围设备时，电隔离输注治疗材料进入病人体内的流动医疗设备。在一个实施例中，流动医疗设备包括通过可连接到病人的流体导管控制输注药物到病人的第一电路和当有源通信电缆连接到医疗设备时控制通信的第二电路。第一和第二电路使用第一对和第二对隔离收发器来电隔离，其中第一对隔离收发器传送控制信号，并且第二对隔离收发器为传送至少一个数据信号的巨磁电阻(GMR)收发器。

Description

具有与所连接外围设备电隔离的流动医疗设备

技术领域

本发明大体上涉及对流动医疗设备的改进，例如通过输注将治疗材料引入到身体内的设备。更特别地，本发明涉及一种通过电缆连接到外围设备的流动医疗设备。

背景技术

由于电子设备变得越来越小，并且更多地与人体接触，所以电子安全的重要性持续提高。即使较小的电流级别也会伤害人体。例如，在成年人体内从一只手流动到另一只手的低到60毫安(mA)的电流级别会导致心脏经历心室纤维性颤动。

电子安全在医疗设备领域得到重要考虑。存在有各种各样的电子医疗设备，它们需要与人体的至少一部分导电性接触。这些设备的实例包括：流动泵、起搏器、用于输送去纤颤脉冲和测量心电图(ECG)信号的电导线、和输药设备。在某些情况中，多个设备同时与同个病人导电接触。

电子安全或许应该最关注那些适于放置在人体内与静脉注射液接触的设备。这是因为人体循环系统主要包括水，其是高度导电的。电子安全尤其关注适于输液到人体循环系统的设备，因为输送的流体为有害电流产生到达人体的直接并且高度导电的路径。

经常期望医疗设备与外围设备通信连接，以便该设备可以与外围设备通信来编程该设备或交换数据和其他信息。外围设备的一个实例是个人计算机。某些医疗设备包括数据口，其允许在医疗设备与外围设备之间形成电子数据连接。医疗设备或许可以适于利用有源连接或无源连接与外围设备通信。无源连接是一种仅发送电信号用于交换数据目的的连接。相反，有源连接是允许电力从外围设备传送到医疗设备的连接。无源连接的实例包括：RS-232、IEEE488、医疗信息总线、以太连接、电话类连接器、或任何其他标准或非标准连接器。有源连接的实例包括通用串口总线(USB)、火线、以及以太网供电(PoE)连接。

一般地，作为使用与病人接触的电子设备的结果存在的风险要求，为了与外围设备连接，医疗设备应该断开与病人的接触。这就限制了医生或其他用户，因为移走设备阻止了从设备当连接到病人时获得实时数据的能力。并且，移走设备本身会是很麻烦的并且浪费时间，并且还会进一步地将病人暴露于风险中(例如当移走注射针时)。

可以将医疗设备设计为避免与电子医疗设备关联的危险的一种方法是将该设备与外围设备电隔离。在这种情况下，隔离一般呈现为将电信号转化为某些其他介质、例如光信号的形式，以避免电流的传输，并且避免与如上述讨论的这些设备的使用关联的危险。

光隔离器的一些实例公开在下面美国专利文件中：Gisler等人的US公开申请号2005/0001179，Hayat-Dawoodi等人的US专利6,617,846，Kroenke的US公开申请号2004/0113498，以及Mass等人的US公开申请号2006/0265540，所有这些在此以它们的整体引入作为参考。光隔离器是通过操作一个或以上发光元件(例如发光二极管)传输与在医疗设备/外围设备接口一侧上的电信号相应的光来工作的。在医疗设备/外围设备接口另一侧，通过例如光电二极管的光感应电子设备收集至少一部分传输的光。接收的光随后通过光感应电子设备转换为电流。因此，原始电信号在不需要传导电流的情况下在医疗设备/外围设备接口间传输。光隔离器的优点在于，它们提供了电信号的低成本的和可靠的隔离。然而，光隔离器的局限在于，它们仅能够有效地隔离以较低数据速率传输的电信号。由此，存在提供改进的设备和方法的需求，为在利用有源外围接口连接的流动医疗设备中使用的信号提供更可靠、高速的电隔离。

发明内容

本发明目的在于提供当医疗设备经由有源通信电缆连接到外围设备时，用于电隔离将治疗材料输注入病人体内的流动医疗设备的方法和装置。在一个实施例中，流动医疗设备包括通过可连接到病人的流体导管控制输注药剂到病人的第一电路和当有源通信电缆连接到医疗设备时控制通信的第二电路。第一和第二电路使用一对第一和一对第二隔离收发器来电隔离，其中第一对隔离收发器传送控制信号，并且第二对隔离收发器为传送至少一个数据信号的巨磁电阻(GMR)收发器。

在各个实施例中，流动医疗设备包括尺寸和配置形成为相对于病人进行移动的外壳。外壳被构造为具有配置成与有源通信电缆对接的通信连接器。在各个实施例中，流动医疗设备包括配置成连接到病人并且在外壳与病人之间延伸的流体导管。流动医疗设备包括由外壳承载的电池，其为设备提供电力并且具有电池地。在某些实施例中，外壳还包括与流体导管形成流体连通的泵。在其他实施例中，外壳包括或适于承载作为标准可连接部件的与泵和/或流体导管形成流体连通的流体药剂贮存器。

在一个实施例中，流动医疗设备包括收纳在外壳内并且电连接到电池地的第一电路。在一个实施例中，第一电路包括适于传送至少一个控制信号的第一隔离器收发器和适于传送至少一个电数据信号的第一巨磁电阻(GMR)隔离器收发器，以及具有连接到第一隔离器收发器和第一GMR隔离器收发器的通信端口的控制电路。在各个实施例中，通信端口适于将至少一个控制信号和至少一个数据信号传送到控制电路和从控制电路传送。在某些实施例中，控制电路构造成控制收纳在流动医疗设备外壳内的泵的操作。

在一个实施例中，流动医疗设备包括收纳在外壳内的第二电路。在一个实施例中，第二电路经由通信连接器电连接到在有源通信电缆上的电缆地信号。在一个实施例中，第二电路包括可操作成与第一隔离器收发器耦合并且适于传送至少一个控制信号的第二隔离器收发器，与第一GMR隔离器收发器磁耦合并且适于传送至少一个数据信号的第二GMR隔离器收发器，以及与通信连接器、第二隔离器收发器和第二GMR隔离器收发器电耦合的通信电路。在一个实施例中，通信电路适于将至少一个数据信号传送到有源通信电缆或从有源通信电缆传送。

根据本发明各种实施例的电隔离的使用可以允许在流动医疗设备与外围设备之间更高的通信速度。在某些实施例中，GMR隔离器收发器的使用允许以大于12Mb/秒速率的数据速率进行串行通信传输，该速度快到足以跟上当前有源电缆标准，诸如US2.0。

附图说明

结合下面对本发明与附图关联的各个实施例的详细描述，可以更完整地理解本发明，其中：

图1总体上表示适于与外围设备通信联接的公知医疗设备的一个实例；

图2根据在此公开的主题总体上表示隔离医疗设备的一个实施例；

图3根据在此公开的主题总体上表示隔离的一个实施例；

图4根据在此公开的主题总体上表示隔离电信号方法一个实施例的流程图；

图5根据在此公开的主题总体上表示医疗设备的一个实例；

图6根据在此公开的主题总体上表示电隔离输注泵电路的一个实施例的电路图；

图7根据在此公开的主题总体上表示光隔离的一个实施例；

图8根据在此公开的主题总体上表示簧片开关隔离的一个实施例；

图9根据在此公开的主题总体上表示电容耦合隔离的一个实施例；

图10根据在此公开的主题总体上表示适于接收电力信号的隔离医疗设备的一个实施例；

图11根据在此公开的主题总体上表示供电隔离的一个实施例；

图12a和图12b根据在此公开的主题总体上表示操作隔离医疗设备实施例的流程图。

虽然本发明服从于各种改进和可选形式，但是其中的特例已经以在附图中的实例显示出来并且将被详细描述。然而，应该理解，本发明不将发明限制为所描述的特定实施例。相反，本发明意在覆盖所有落入由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的改进、等同物和可选方式。

具体实施方式

图1总体上表示与病人109接触并且适于电连接到外围设备102的电子医疗设备104的一个实例。在这个实施例中，医疗设备104可以是经由有源通信电缆103可连接到外围设备。根据这个实例，医疗设备104可以包括外壳115。外壳115的尺寸和构造为相对于病人进行移动。医疗设备104可以包括通信电路105、处理器106、以及一个或以上医疗治疗功能单元107。医疗治疗功能单元107可以包括例如一个或以上的传感器或一个或以上的治疗输送设备。该一个或以上的治疗输送设备可以是适于给病人109输送电子治疗或药物治疗。医疗设备104还包括电池112。电池112为医疗设备104供电并且具有电池地(battery ground)。

在各个实例中，外围设备102是能够与医疗设备102通信的任何设备。在一个实例中，外围设备102是计算机。

医疗设备104可通过连接器108连接到病人109。在各个实例中，医疗设备104适于测量、存储和/或传送设备具体或病人具体信息给外围设备102。在各个实例中，医疗设备102适于从外围设备102接收和/或发送数据和/或命令。在各个实例中，医疗设备104通过通信电缆103电连接到外围设备102，以便外围设备102可以与医疗设备104通信。

医疗设备104可以包括一个或以上的通信连接器111。通信连接器111可以被配置为与通信电缆103对接，以便医疗设备104可以与外围设备102通信耦接。通信电路105可以适于利用通信电缆103和例如RS-232、IEEE488、通用串行总线(USB)、火线、医疗信息总线、以太连接、电话类连接器、或任何其他标准或非标准连接器的通信连接器111与外围设备102通信。在某些实例中，通信连接器111和通信电缆103支持有源通信，意味着除了在外围设备102与医疗设备104之间提供电通信之外，它们适于通过通信电缆103供应电力给医疗设备104。有源通信电缆的实例包括USB、火线以及以太网供电。

医疗设备104由内部电池112供电，并且设计成当医疗设备104连接到病人109时，消除任何有害电流传输到病人109的风险。然而，当医疗设备104也通过连接器103连接到外围设备102时，存在有害电流到达病人109的可能性。

虽然图1表示的实例提供给医生或其他用户通过电子连接器103与医疗设备104通信的能力，但是对电危害的考虑要求为了将医疗设备104连接到外围设备102并且与外围设备102通信，医疗设备104需要从病人109断开。这样是有局限性的，因为医生或其他用户不能获得当医疗设备104与病人109接触时的病人的实时测量情况或医疗设备104的情况。这样还有另一个局限性，因为医疗设备104必须被断开并且重新连接到病人109。这样会导致对病人109的伤害或者会是浪费时间或者很麻烦。另外，已经成功的处理可能需要重新进行。

当医疗设备104放置成流体与病人109的循环系统接触时，电危害的考虑尤其显为重要。这是因为流体导管配置为在医疗设备104与病人109之间延伸。

应该认识到，当使用通信电缆103时，根据当前针对许多通信协议的电流数据传输标准，通信传输速率可能不会维持高数据传输速率。例如，如果医疗设备104具有连接到USB2.0有源通信电缆的常规光隔离电路，那么数据传输不能维持在高达12Mb/秒的数据传输速率，否则其是USB2.0有源通信电缆能够支持的。

图2根据在此公开的主题总体上表示医疗设备204和外围设备202的一个实施例。在图2示出的实施例与图1的实例相似，除了医疗设备204还包括隔离电路210。在各个实施例中，隔离电路210适于在医疗设备204和外围设备202之间传输信号，而不需要传递任何对病人109来说可能是潜在危害的电流到医疗设备204。

图2示出的实施例是有优势的，因为由于隔离电路210，医疗设备204可以电连接到外围设备202并保持连接到病人209，而没有有害电流的风险。因此，在医疗设备204与病人209之间的电连接不需要通过移走与病人209接触的连接器208而断开来消除任何电危害考虑。根据图2示出的实施例，医疗设备204可以与外围设备202通信，而不需要重新执行将医疗设备204连接到病人209的处理，另外，当医疗设备204与病人209连接时，外围设备202可以与医疗设备204通信。

图3根据在此公开的主题总体上表示隔离电路301的一个实施例。根据这个实施例，医疗设备303适于利用如参考上述图1讨论的有源通信电缆与外围设备302通信。

在各个实施例中，信息通过通信线路309在医疗设备303与外围设备之间传送。在各个实施例中，医疗设备包括第一隔离电路313和第二隔离电路312。在一个实施例中，第一隔离电路313包括隔离收发器304和305。在一个实施例中，第一隔离电路313还包括具有连接到隔离收发器304和305的通信端口的控制电路。

在一个实施例中，第二隔离电路312包括隔离收发器310和311。在一个实施例中，第二隔离电路312包括电连接到隔离收发器310和311的控制电路。

在各个实施例中，在医疗设备303与外围设备302之间传输的信号由隔离收发器304、310和305、311电隔离。

在一个实施例中，通信线路309分成数据线307和状态线308。数据线307在医疗设备303与外围设备302之间传送数据。状态线308可以传送控制信号，例如关于数据传送状态的信息或关于涉及数据传输的医疗设备303或外围设备302状态的信息。在各个实施例中，数据线307比状态线308传送更大数量的数据，或更多比特的信息。

在各个实施例中，隔离部件304、305、310和311适于在接口306的第一侧在通信线路309上产生指示电信号的非电信号，而在接口306的第二侧产生指示非电信号的电信号。因此，数据可以在医疗设备303与外围设备302之间传输，而不会有任何潜在有害电流经过接口306。

在一个实施例中，数据线307由巨磁电阻隔离器(GMR隔离器)收发器310和304电隔离。GMR隔离器收发器310和304通过在接口306一侧改变电阻响应于在接口306另一侧改变表示电信号的磁场来实现电隔离。

在一个实施例中，GMR隔离器收发器310适于从外围设备302接收电信号，并且响应于电信号启动或调节磁场。根据这个实施例，GMR隔离器收发器304适于检测磁场，并且至少部分地基于检测的磁场产生电信号。在一个实施例中，GMR隔离器收发器304适于从医疗设备303接收电信号，并且响应于电信号启动或调节磁场。根据这个实施例，GMR隔离器收发器310适于检测磁场，并且至少部分地基于检测的磁场产生电信号。

本发明已经认识到，GMR隔离器会是有优势的，因为GMR隔离器能够隔离以较快数据速率、尤其速率达到以及超过12Mb/秒传输的电信号。然而，GMR隔离器也有缺点，因为为了精确传输隔离数据，GMR隔离器的初始状态必须是已知的，以便当希望通信时，GMR隔离器可以被复位或维持在已知状态。本发明认识这些局限性到并且在这里描述的各个实施例中致力于解决这些局限性。

在一个实施例中，状态线307由隔离器收发器311和305电隔离。在一个实施例中，隔离器收发器311适于接收电控制信号，并且以电隔离方式传送这个控制信号。根据这个实施例，隔离器收发器305适于感应这个传送的信号，并且在接口306的医疗设备303侧产生电控制信号。在一个实施例中，隔离器收发器305适于接收电控制信号，并且以电隔离方式传送这个控制信号。根据这个实施例，隔离器收发器311适于感应这个传送的信号，并且在接口306的外围设备302侧产生电控制信号。

在图3示出的实施例中，隔离器收发器310和304使用来为通过数据线307传输的信号提供电隔离，并且控制信号隔离器收发器311和305使用来为通过状态线308传输的信号提供电隔离。根据这个实施例，对于数据线307通信，要求更大数量的数据和更快的数据速率。相反，状态线308通信要求更小数量的信号传输和更慢的传输速率。

在各个实施例中，第一隔离电路313收纳在外壳215内并且电连接到电池212的地。在实施例中，第一隔离电路包括第一隔离器收发器305。第一隔离器收发器305可以适于传送至少一个控制信号。在实施例中，第一隔离电路313包括第一GMR收发器304。第一GMR收发器304可以适于传送至少一个电数据信号。在各个实施例中，第一隔离电路313还包括控制电路，该控制电路具有连接到第一隔离器收发器305和第一GMR收发器304的通信端口以传送来自所述控制电路的该至少一个控制信号和该至少一个电数据信号或传送该至少一个控制信号和该至少一个电数据信号到所述控制电路。

在各个实施例中，第二隔离电路312包括第二隔离器收发器311。在实施例中，第二隔离器收发器311耦合到第一隔离器收发器311并且适于传送至少一个控制信号。在各个实施例中，第二隔离电路312包括第二GMR收发器310。在实施例中，第二GMR收发器310磁耦合到第一GMR收发器304。第二GMR收发器310可以适于传送至少一个数据信号。在各个实施例中，第二隔离电路312包括通信电路，该通信电路电连接到通信连接器211、第二GMR收发器310和第二隔离器收发器311。在实施例中，通信电路适于传送来自有源通信电缆203的至少一个数据信号以及将至少一个数据信号传送到有源通信电缆203。

根据各个实施例，控制隔离器收发器311和305提供指示关于数据线307数据发送状态的控制信号。GMR隔离器收发器310和304可以响应于控制信号而复位。在一个实施例中，控制信号是通过隔离器收发器311和305发送的单个比特。在一个实施例中，控制信号是通过隔离器收发器311和305发送的多个比特。在各个实施例中，其中有源电力电缆是USB电缆，控制信号指示USB电缆被连接以及GMR收发器应该准备传送数据。

如关于图3讨论的GMR隔离器收发器310和304以及光隔离器收发器311和305的使用是有优势的，因为由于控制信号由隔离器收发器311和305通过状态线308提供，GMR隔离器304可以被复位。因此，电隔离器301能够以较快数据速率发送电隔离数据，而不会有一般与GMR隔离器关联的错误。

图4根据在此公开的主题总体上表示信号隔离方法的一个实施例的流程图。根据图4示出的实施例，电隔离电路301适于电隔离在外围设备302与医疗设备304之间传输的至少一个信号。在一个实施例中，该信号可以经过接口306从外围设备302传送到医疗设备303。在另一个实施例中，该信号可以经过接口306从医疗设备303传送到外围设备302。

根据图4示出的实施例，在401接收到发送状态的指示。在一个实施例中，发送状态的指示通过隔离器收发器311和305接收。在402，GMR隔离器收发器310或304准备接收数据。在一个实施例中，准备GMR隔离器收发器310或304接收数据包括修改GMR隔离器收发器310或304的状态。在另一个实施例中，准备GMR隔离器收发器310或304接收数据包括维持GMR隔离器收发器310或304的状态。在403，至少一个数据比特经过GMR隔离器收发器310和304传输。

图5根据在此公开的主题总体上表示作为流动医疗设备的输注泵设备501。输注泵设备501适于连接到病人的循环系统。输注泵设备501还适于对病人输送药物治疗。药物输送可以以连续或不连续的方式进行。在其他实施例中，流动医疗设备可以提供透析、基因疗法、糖尿病治疗或者在病人与医疗设备之间连续和/或周期性的供应液体是医疗一部分的任何一些其他相似医疗治疗。一般地，应该理解，根据本发明的医疗设备501的流动属性涉及使设备具有由病人携带或与病人一起移动的能力，例如在滚动架上，其中医疗设备至少部分由收纳在医疗设备的外壳内被或与医疗设备的外壳一起承载的某种形式电池或储能电源供电。在图5示出的实施例中，应该认识到，输注泵设备具有以装载和/或固定在输注泵设备外壳内的盒子形式或以承载于输注泵设备外部的容器或包形式或者甚至作为例如挂在滚动医疗挂杆上并且由插入管连接到输注泵设备的独立液体包形式的液体药剂供应。

图6根据在此公开的主题总体上表示电隔离输注泵电路的一个实施例的电路图。根据这个实施例，USB收发器601适于接收和发送通信信息。然而，由于安全考虑，USB收发器必须被电隔离。为了实现电隔离，来自USB收发器或到USB收发器的数据信号经过GMR隔离器收发器602。如前面关于图3讨论的，GMR隔离器收发器适于发送信号，而没有任何电流传输。图6示出的电路还包括光隔离收发器603。在各个实施例中，光隔离收发器503适于发送指示USB收发器601和/或GMR收发器602发送部分的发送状态的信号。在各个实施例中，GMR收发器602接收部分适于响应指示发送状态的光信号而被复位。

图7为根据在此公开的主题总体上表示包括光隔离器的隔离器的一个实施例的方框图。图7示出的实施例与图3示出的实施例相似，除了控制隔离收发器311和305是光隔离收发器。

根据图7示出的实施例，状态线707由光隔离器收发器711和705电隔离。光隔离是有优势的，因为它们提供精确的电信号隔离。

在一个实施例中，光隔离器收发器711适于接收电控制信号，并且响应于该控制信号启动或调节光信号。根据这个实施例，光隔离器收发器705适于检测光信号，并且在接口706的医疗设备703侧产生电控制信号。在一个实施例中，光隔离器收发器705适于接收电控制信号，并且响应于该电控制信号启动或调节光信号。根据这个实施例，光隔离器收发器711适于检测光信号，并且在接口706的外围设备702侧产生电控制信号。

在某些实施例中，由光隔离器收发器711或705接收的控制信号被转换为至少一个电信号。在各个实施例中，例如微处理器的控制器适于接收该电信号并且响应于该接收的电信号修改或维持GMR隔离器收发器710或704的状态。在某些实施例中，由光隔离器收发器711或705接收的发送状态信号不转换为电信号。根据这些实施例，该至少一个光控制器适于接收光控制信号，并且响应于该接收的光信号修改或维持GMR隔离器收发器710或704的状态。

图8为根据在此公开的主题总体上表示包括磁簧片开关的隔离器的一个实施例的方框图。图8示出的实施例与图3示出的实施例相似，除了控制隔离收发器811和805是簧片开关隔离收发器。簧片开关是由施加的磁场操作的电开关。在各个实施例中，簧片开关包含两个可磁化和导电金属簧片，该两个簧片在开关开启时具有由小间隙分开的端部。在一个实施例中，施加的磁场导致导电金属簧片拉在一起，从而接通电路并且允许电流通过。在另一个实施例中，施加的磁场导致金属簧片分开，从而导致电流停止流动。

在一个实施例中，簧片开关隔离器收发器811适于接收电控制信号，并且响应于该控制信号启动或调节磁场。根据这个实施例，簧片开关隔离器收发器805适于检测磁场，并且在接口806的医疗设备803侧产生电控制信号。在一个实施例中，簧片开关隔离器收发器805适于接收电控制信号，并且响应于该电控制信号启动或调节磁场。根据这个实施例，簧片开关隔离器收发器811适于检测磁场信号，并且在接口806的外围设备802侧产生电控制信号。

在某些实施例中，由簧片开关隔离器收发器811或805接收的控制信号被转换为至少一个电信号。在各个实施例中，例如微处理器等控制器适于接收该电信号并且响应于该接收的电信号修改或维持GMR隔离器收发器810或804的状态。

图9为根据在此公开的主题总体上表示包括电容耦合隔离器的隔离器一个实施例的方框图。图9示出的实施例与图3示出的实施例相似，除了控制隔离收发器911和905是电容耦合隔离收发器。电容耦合是在电路中依靠在电路节点之间的电容进行能量传输的。在各个实施例中，电容耦合具有连接两个电路以便将信号的低频、或DC部分从信号中去除的作用。因此，当维持信号的高频部分时，信号的电压幅度被大大降低。

根据图9示出的实施例，电容911和905使用来隔离通过状态线908传输的控制信号。根据这个实施例，在电容911的电信号引起在电容905关联的电信号。在各个实施例中，与在电容911的电信号相比，在电容905关联的电信号的幅度被大大地减小。因此，根据这个实施例，当大大地减小可能对病人209有害的潜在电流时，电控制信号可以经过接口906传输。

在各个实施例中，例如微处理器等控制器适于接收该电控制信号并且响应于该接收的电信号修改或维持GMR隔离器收发器910或904的状态。

图10为根据在此公开的主题总体上表示适于由有源通信电缆供电的医疗设备一个实施例的方框图。图10示出的实施例与图2示出的实施例相似，除了医疗设备1004适于由有源通信电缆1003供电外。

根据图10的实施例，通信连接器1011适于提供到通信电缆1003的电力连接。在一个实施例中，电力连接包括正极端和地端。在各个实施例中，通信连接器1011包括正极端和地端。在各个实施例中，通信连接器1011和通信电缆1003的尺寸、形状和/或位置这样确定，以便当通信连接器1011连接到通信电缆1003时，各个正极和负极端被电耦合。

在各个实施例中，医疗设备1004包括DC-DC转换器1010。DC-DC转换器1010是适于通过感应耦合导电体从第一电路传输电能到第二电路的设备。在各个实施例中，在第一电路变化电流产生变化的磁场。在各个实施例中，磁场引起在第二电路变化的电压。如果负载加到第二电路，电流被允许流动。因此，电能从第一电路传输到第二电路。

根据各个实施例，DC-DC转换器1010适于通过通信电缆1003传输在外围设备1002产生的电力信号到医疗设备1004。在各个实施例中，DC-DC转换器1010适于通过提供与通信连接器1011的地端隔离的第二地端1020来电隔离电力信号。因此，阻止了有害电流传输到医疗设备1004以及到达病人1009。

在各个实施例中，由DC-DC转换器1010供应的电力使用来给例如通信电路1005、处理器1006和一个或以上的医疗治疗功能单元1007等医疗设备1004的部件供电。在各个实施例中，DC-DC转换器1010用来给电池1012充电。在各个实施例中，DC-DC转换器1010适于修改供应到医疗设备1004部件的电力的电压水平。

虽然图10示出的实施例不包括诸如图3示出的控制隔离收发器，但是应该理解，包括通过DC-DC转换器1010的有源电力供应和分离的控制隔离收发器的实施例都在本说明书公开的主题的范围内。

图11为根据在此公开的主题总体上表示其中使用由有源通信电缆输送的电力来发送控制信号的医疗设备的一个实施例。图11示出的实施例与图3示出的实施例相似，除了其包括DC-DC转换器1111和1105。根据这个实施例，DC-DC转换器1111和1105用来供应电力给医疗设备1004的部件。在各个实施例中，DC-DC转换器1111和1105还适于传送至少一个控制信号经过接口1106。根据这些实施例，为了正确地操作GMR隔离器收发器1110或1104，必须知道发送状态来将GMR隔离器收发器1110或1104设置到已知状态。根据这些实施例，为了设置GMR隔离器收发器1110和1104的检测部分，必须知道通信电缆1003是否连接到通信连接器1011。根据这些实施例，DC-DC转换器1111和1105电耦合到至少一个控制电路。在各个实施例中，控制电路适于检测电力是否传输经过DC-DC转换器1111和1105。因此，控制电路能够判断通信电缆1003是否连接到通信连接器1011，以及是否设置GMR隔离器收发器1110或1104的检测部分来接收数据发送。

图12a和图12b根据本说明书公开的主题总体上表示操作隔离医疗设备实施例的流程图。图12a和图12b示出的实施例以及相关讨论涉及图6仅为示意性目的示出的电路。本发明讨论的某些示意性实施例涉及集成电路部件，可从Phillips Semiconductors公司获得的高级串行总线收发器部件。应该理解，这些实施例仅为示意性目的而呈现的并且替代实施例落入本发明公开的主题的范围内。

图12a总体上表示当通信电缆203不连接到医疗设备204时操作本发明公开的主题的一个实施例。根据图12a示出的实施例，在1201，接收到USB不连接的指示。在一个实施例中，接收USB不连接的指示包括检测到USBD_VDET信号已经从高状态转化为低状态。在另一个实施例中，接收USB不连接的指示包括检测USBD_VDET信号是在低状态。在1202，USB收发器601的USB中断、USB模块和USB时钟被禁用(disabled)。在1203，USB收发器601的模拟前端被禁用。在一个实施例中，禁用USB收发器601的模拟前端包括设置USBD_AFE信号605为低状态。在一个实施例中，在1204，给USB收发器601的供电被禁用。在一个实施例中，禁用供电到USB收发器601包括设置USBD_DISABLE信号606为高状态。在1205，执行关断函数(shutdown function)的等待。在一个实施例中，等待关断包括等待至少32k时钟滴答数来关断。在1206，通知通信状态事件的改变。

图12a总体上表示当通信电缆203连接到医疗设备204时操作本发明公开的主题的一个实施例。在1211，接收到通信电缆203已经连接到医疗设备204的指示。在一个实施例中，接收USB连接的指示包括检测USBD_VDET信号604已经从低状态转化为高状态。在另一个实施例中，接收USB连接的指示包括检测USBD_VDET信号604是在高状态。在一个实施例中，在1212，USB中断、处理器的USB模块和USB收发器601的USB时钟被启用(enabled)。

在1213，GMR隔离器被设置为已知状态。在各个实施例中，设置GMR隔离器为已知状态包括1)在1214，设置GMR隔离器；2)在1215，反转(invert)GMR隔离器；3)在1216，设置GMR隔离器。

在1214，设置GMR隔离器包括禁用隔离USB收发器601的模拟前端。在1214，启用隔离USB收发器601的模拟前端包括设置USBD_AFE 605为低状态。在1214，设置GMR隔离器602包括禁用USB收发器601输出。在一个实施例中，禁用USB收发器601输出包括设置USBD_OE 607为高状态。

在一个实施例中，在1215，反转GMR隔离器602包括启用USB收发器601模拟前端。在一个实施例中，在1215，启用USB收发器601模拟前端包括设置USBD_AFE 605为高状态。在一个实施例中，在1215，设置GMR隔离器602包括启用USB收发器601输出。在一个实施例中，禁用USB收发器601输出包括设置USBD_OE 607为低状态。

在一个实施例中，在1216，设置GMR隔离器602包括禁用USB收发器601的模拟前端。在一个实施例中，在1216，启用隔离USB收发器601的模拟前端包括设置USBD_AFE 605为低状态。在一个实施例中，在1216，设置GMR隔离器602包括禁用USB收发器601输出。在一个实施例中，禁用USB收发器601输出包括设置USBD_OE 607为高状态。

在1217，控制被返回到通过通信电缆203连接到医疗设备204的外围设备。在一个实施例中，返回控制到外围设备包括USBD_AFE 605和USBD_OE 607信号的返回控制。在1218，启用USB收发器601。在一个实施例中，启用USB收发器601包括设置USBD_DISABLE信号606为低状态。

最后，虽然本发明已经参考某些实施例来描述，但是本领域的技术人员应该认识到，在不脱离如附属权利要求限定的本发明的精神和范围情况下，他们可以容易地使用公开的概念和特定实施例作为实施与本发明相同目的而设计或修改其他结构的基础。

Claims (15)

1.一种可经由有源通信电缆连接到外围设备的流动医疗设备，该流动医疗设备包括：

外壳，其尺寸和配置形成为相对于病人进行移动并且具有配置成与所述有源通信电缆对接的通信连接器；

流体导管，其配置为在所述外壳与病人之间延伸；

由所述外壳承载的电池，其为所述设备提供电力并且具有电池地；

第一电路，其收纳在所述外壳内并且电连接到所述电池地，所述第一电路包括：

适于传送至少一个控制信号的第一隔离器收发器；

适于传送至少一个电数据信号的第一GMR隔离器收发器；以及

所述设备用控制电路，其具有连接到所述第一隔离器收发器和第一

GMR隔离器收发器的通信端口以将所述至少一个控制信号和至少一个数

据信号传送到所述控制电路以及从所述控制电路传送；以及

第二电路，其收纳在所述外壳内并且经由所述通信连接器电连接到在所述有源通信电缆上的电缆地信号，所述第二电路包括：

与所述第一隔离器收发器耦合并且适于传送所述至少一个控制信号的第二隔离器收发器；

与所述第一GMR隔离器收发器磁耦合并且适于传送所述至少一个数据信号的第二GMR隔离器收发器；以及

通信电路，其与所述通信连接器、第二隔离器收发器和第二GMR隔离器收发器电耦合以将所述至少一个数据信号传送到所述有源通信电缆以及从所述有源通信电缆传送，以便将所述第一电路和病人从所述第二电路和外围设备隔离。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述第一和第二隔离器收发器是光隔离器。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述第一和第二隔离器收发器是簧片开关。

4.如权利要求1所述的设备，其中所述第一和第二隔离器收发器包括DC-DC转换器。

5.如权利要求1所述的设备，其中所述第一和第二隔离器收发器是电容耦合隔离器。

6.如权利要求1所述的设备，其中所述有源通信电缆是通用串行总线(USB)2.0电缆，其中：

所述第一隔离器收发器和第二隔离器收发器包括：

第一发送器，其耦合到第二接收器以从所述第一电路传送USB有源控制信号到所述第二电路；以及

第一接收器，其耦合到第二发送器以从所述第二电路传送USB有源控制信号到所述第一电路；以及

其中所述第一GMR隔离器收发器和第二GMR隔离器收发器包括：

五个第一GMR发送器，其相应地耦合到五个第二GMR接收器以从所述第一电路传送五个USB数据信号到所述第二电路；以及

三个第一GMR接收器，其相应地耦合到三个第二GMR发送器以从所述第二电路传送三个USB数据信号到所述第一电路。

7.如权利要求1所述的设备，其中所述流动医疗设备的电池是可充电电池，并且其中所述医疗设备还包括适于允许该可充电电池经由所述有源通信电缆再充电的电路。

8.如权利要求1所述的设备，其中所述有源通信电缆选自通用串行总线通信、火线通信、或以太网供电通信组成的组。

9.一种可经由有源通信电缆连接到外围设备的流动医疗设备，该流动医疗设备包括：

外壳，其尺寸和配置形成为相对于病人进行移动并且具有配置成与所述有源通信电缆对接的通信连接器；

流体导管，其配置成在所述外壳与病人之间延伸；

由所述外壳承载的电池，其为所述设备提供电力并且具有电池地；

第一电路，其收纳在所述外壳内并且电连接到所述电池地，所述第一电路包括：适于传送至少一个控制信号的第一隔离器收发器；

适于传送至少一个电数据信号的第一GMR隔离器收发器；以及

所述设备用控制电路，其具有连接到所述第一隔离器收发器和第一GMR隔离器收发器的通信端口以将所述至少一个控制信号和至少一个数据信号传送到所述控制电路以及从所述控制电路传送；以及

第二电路，其经由所述通信连接器电连接到在所述有源通信电缆上的电缆地信号，所述第二电路包括：

与所述第一隔离器收发器耦合并且适于传送所述至少一个控制信号的第二隔离器收发器；

与所述第一GMR隔离器收发器磁耦合并且适于传送所述至少一个数据信号的第二GMR隔离器收发器；以及

通信电路，其与所述通信连接器、第二隔离器收发器和第二GMR隔离器收发器电耦合以将所述至少一个数据信号传送到所述有源通信电缆以及从所述有源通信电缆传送，以便将所述第一电路和病人从所述第二电路和所述外围设备隔离。

10.如权利要求9所述的设备，其中所述主设备经过接口电耦合到所述医疗设备；

其中所述第一光隔离器收发器和第一GMR收发器位于所述接口的医疗设备侧；以及

其中所述第二光隔离器收发器和第二GMR收发器位于所述接口的主设备侧。

11.如权利要求10所述的设备，其中位于所述接口的医疗设备侧的电子部件由所述医疗设备的电池供电，并且其中位于所述接口的主设备侧的电子部件由所述有源通信供电。

12.如权利要求10所述的设备，其中所述至少一个控制信号包括指示所述第一GMR隔离器收发器准备来启动或调节磁场。

13.如权利要求10所述的设备，其中所述至少一个控制信号包括指示所述第二GMR隔离器收发器准备来检测磁场。

14.一种电隔离可经由有源通信电缆连接到外围设备的流动医疗设备的通信的方法，包括：

提供流动医疗设备，其具有包含配置成与有源通信电缆对接的通信连接器的外壳；电池；包括第一隔离器收发器、第一GMR隔离器收发器以及控制电路的第一电路；和包括第二隔离器收发器、第二GMR隔离器收发器以及通信电路的第二电路，所述流动医疗设备还具有配置为在所述外壳和病人之间延伸的流体导管，以及

提供将所述有源通信电缆连接到所述医疗设备的通信连接器、并且在所述医疗设备与外围设备之间启动数据传输的指令，以便当连接了所述有源通信电缆时，所述第一电路和病人从所述第二电路和外围设备隔离并且数据传输可以以至少12Mb/秒的数据传输速率进行传输。

15.一种可经由有源通信电缆连接到外围设备的流动医疗设备，该流动医疗设备包括：

外壳，其尺寸和配置形成为相对于病人进行移动并且具有配置成与所述有源通信电缆对接的通信连接器；

流体导管，其配置成在所述外壳与病人之间延伸；

由所述外壳承载的电池，其为所述设备提供电力并且具有电池地；

第一电路，其收纳在所述外壳内并且电连接到所述电池地；

第二电路，其收纳在所述外壳内并且经由所述通信连接器电连接到在所述有源通信电缆上的电缆地信号；

用于隔离至少一个控制信号以便将所述第一电路和病人从所述第二电路和外围设备隔离的装置；

用于隔离至少一个电数据信号以便将所述第一电路和病人从所述第二电路和外围设备隔离的装置；以及

其中用于隔离所述至少一个数据信号的装置的操作至少部分基于所述至少一个控制信号。

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