CN107753101A - 控制手柄中具有数字温度测量的导管 - Google Patents

控制手柄中具有数字温度测量的导管 Download PDF

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Abstract

本发明涉及控制手柄中具有数字温度测量的导管。本发明提供了一种精度提高的温度感测导管。所述导管包括具有近端和远端的导管轴，以及延伸穿过所述导管轴的第一对导体。所述第一对导体中的每一个具有第一端部和第二端部，并且所述第一对导体的所述第一端部在所述导管轴的所述远端处相互连接，以形成第一热电偶。手柄，所述手柄连接到所述导管轴的所述近端，并且接纳所述第一对导体的所述第二端部，并且所述手柄包括连接到所述第一对导体的所述第二端部的数字化电路，用于将所述第一热电偶的电压信号数字化。

Description

控制手柄中具有数字温度测量的导管
背景技术
1.技术领域
本发明的实施例的各个方面涉及导管，并且尤其涉及具有改进的温度测量性能的导管。
2.背景技术
导管已普遍用于医疗实践多年。导管的应用包括刺激心脏中的电活动并绘制其图像，以及消融电活动异常的位点。此类导管也称为电极导管。使用时，将电极导管插入主静脉或主动脉，例如股动脉，然后将其引导至体内所关注的位置，例如心脏中存在异常电活动的心室。
当导管到达患者体内的所需位置时，内科医生通过消融过程破坏引起异常电活动的组织，从而试图消除电信号异常，并恢复正常心跳或者至少改善心跳。典型的消融过程包括提供参比电极，通常将参比电极用胶带粘在患者的皮肤上。RF(射频)电流被施加至顶端电极，并通过周围介质(即，血液和组织)流向参比电极。电流的分布取决于与血液相比电极表面与组织接触的量，其中血液比组织具有更高的传导率。由于组织的电阻率出现组织的变热。组织被充分加热而使得心脏组织中的细胞破坏，导致在心脏组织中形成不传导的消融灶。在这个过程中，由于从被加热组织至电极本身的传导，还发生对电极的加热。如果电极温度变得足够高，则可在电极的表面上形成脱水血液蛋白质的薄透明涂层。如果温度继续升高，则所述脱水层会变得越来越厚，导致在电极表面上产生烧焦物和/或血栓。烧焦物和血栓的形成是危险的，因为烧焦物和血栓可以在消融过程中或者消融后移除导管的过程中，从电极上脱落。
在临床实践中，需要减少或消除烧焦物和血栓的形成，并且对于某种心律失常而言，需要形成更大和/或更深的消融灶。实现这一目标的一种方法是监控消融电极的温度，并且基于此温度控制传递到消融电极的射频电流。如果温度超过预先选定的值，则将减小电流，直到温度降低到该值以下。因此，导管的顶端(例如顶端消融电极)配备有测量温度的传感器。在用于测量温度的众多温度传感器中，热电偶(TC)因其简单的构造和耐用性得以普遍应用。
将热电偶用作温度传感器需要使用特殊的电缆和连接器，其制作材料与热电偶线相同，否则，信号通道(例如，连接器)中的材料过渡会形成额外的异种金属接合处以及额外的热电偶接合处。然而，目前没有可用于一次性医疗器械(例如，导管)并且具有热电偶材料(例如，康铜插脚和插座)的已知现成连接器，并且此类插脚和插座以及其他医疗器械连接器的要求使设计变得非常困难，这些要求包括高匹配循环要求，以及高插脚密度和连接质量。因此，普通的一次性医疗器械通常使用现成的连接器进行连接，这些连接器未使用适当的热电偶材料。如此，连接器两侧的任何材料差异转化为测量误差。
因此，需要提供配备有用于温度测量的热电偶的改进的导管。具体地讲，需要减小由于额外的异种金属接合处和额外的热电偶接合处引起的热电偶测量误差。
发明内容
本发明的示例性实施例提供了具有改进的热电偶温度测量性能的导管。根据示例性实施例，导管包括导管手柄部位的热电偶信号处理电路，用于对热电偶电压信号进行数字化处理，从而可减少手柄中的热电偶连接和线路，并且可将热电偶电压信号的数字值通过数字链路从手柄传输到主机，而无需使用热电偶线。
根据本发明的实施例，导管包括具有近端和远端的导管轴。导管轴通常包括近侧导管主体、可偏转的中间部分和远端头段，该远端头段包括需要对温度进行感测的顶端消融电极。第一对导体延伸穿过导管轴，并且第一对导体中的每一个具有第一端部和第二端部。将第一对导体的第一端部在导管轴的远端处相互连接，以形成第一热电偶。将手柄连接到导管轴的近端，并且接纳第一对导体的第二端部。手柄包括在其中连接到第一对导体的第二端部的数字化电路，用于对第一热电偶的电压信号进行数字化。
数字化电路可包括热连接到第一对导体的第二端部的等温块。数字化电路可包括用于感测等温块温度的温度传感器。该数字化电路可包括低通滤波器，用于过滤第一热电偶的电压信号。该数字化电路可包括放大器，用于放大第一热电偶的电压信号。该数字化电路可包括模数转换器，用于生成对应于第一热电偶的电压信号的数字值。该数字化电路可适用于根据数字值计算第一热电偶的温度值。该数字化电路可适用于执行冷接点补偿。该数字化电路能够通过至少一个数字地址进行识别。导管还可包括延伸穿过导管轴的第二对导体。第二对导体中的每一个具有第一端部和第二端部，并且第二对导体的第一端部在导管轴的近端与远端之间的部分相互连接，以形成第二热电偶。手柄接纳第二对导体的第二端部。数字化电路连接到第二对导体的第二端部，并且适用于对第二热电偶的电压信号进行数字化。
该数字化电路可适用于根据第二热电偶的数字化电压信号计算第二热电偶的温度值。该数字化电路能够通过至少两个数字地址进行识别，所述至少两个数字地址包括对应于第一热电偶的第一数字地址和对应于第二热电偶的第二数字地址。该数字化电路可包括数字接口，用于传输对应于第一热电偶的电压信号的数据。
根据本发明的实施例，提供了用于测量温度的系统。该系统包括主机，以及与主机进行数据通信的导管。该导管包括具有近端和远端的导管轴，以及延伸穿过导管轴的一对导体。这对导体中的每一个具有远端和近端。将这对导体的远端在导管轴的远端处相互连接，以形成热电偶。将手柄连接到导管轴的近端，并且接纳这对导体的近端。手柄包括在其中连接到这对导体的近端的数字化电路，用于对热电偶的电压信号进行数字化。
根据本发明的实施例，提供了使用导管测量温度的方法。该方法包括通过热电偶感测导管的导管轴远端处的温度，将热电偶的电压信号传输到与导管轴的近端连接的手柄，并且通过位于手柄处的电路对热电偶的电压信号进行数字化，以生成对应于温度的数字值。
该方法还包括通过位于手柄处的电路进行冷接点补偿。该方法还包括采用低通滤波器处理热电偶的电压信号。该方法还包括通过数字链路将数字值传输到远离手柄的主机。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，将更加清楚地了解本发明的特征和各个方面，其中：
图1为根据本发明的一个实施例的导管的侧视图。
图2A为图1的导管的侧剖视图，其包括导管主体与沿第一直径截取的中间段之间的接合部。
图2B为图1的导管的侧剖视图，其包括导管主体和沿与第一直径大致垂直的第二直径截取的中间段之间的接合部。
图2C为沿C--C线截取的图2A和2B的导管的端部剖视图。
图2D为沿2D--2D线截取的图4的导管的端部剖视图。
图3为图1的导管的侧剖视图，包括中间段和连接器配管之间的接合部。
图4为图1的导管的侧剖视图，包括连接器配管和顶端电极之间的接合部。
图5为图1导管的控制手柄的侧剖视图。
图6为描述热电偶测量电路及其等效电路示意图的图示。
图7为概念性地示出使用常规导管测量温度的装配的框图。
图8为概念性地示出包括根据本发明实施例的热电偶信号处理电路的导管手柄的图示。
图9为示意性地示出根据本发明实施例的热电偶信号处理电路的图示。
图10、11和12示出了根据本发明的热电偶信号处理电路的其他示例性实施例。
具体实施方式
下文将对本发明的实施例进行更加完整地描述，并且说明示例性实施例。然而，本发明可具体表现为多种不同形式，并且不应将其理解为受限于本文所述的示例性实施例。本文中，当描述第一元件接合或连接到第二元件时，第一元件可以直接与第二元件连接，或者通过一个或多个第三元件间接与第二元件连接。
常规导管接收来自导管轴的TC(热电偶)电压信号，并且通过多个导体使热电偶电压信号穿过导管手柄传输到远处的主机或控制器，从而进一步处理热电偶电压信号以确定由热电偶感测的温度。由于连接器接口处所使用的一个或多个异种热电偶线连接，导致此类温度接口系统受到信号衰减的影响。连接器还产生可变的插脚连接电阻，从而使连接之间产生电压下降，进而导致热电偶信号分辨率降低。
本发明的各个方面涉及配备有用于感测温度的热电偶的改进的导管。本发明的示例性实施例公开了在导管的控制手柄处配备了热电偶信号处理电路的导管，这样，手柄中的热电偶信号处理电路便可处理(例如，数字化)热电偶电压信号，并且作为数字数据通过数字数据链路输出到主机。
图1的图示示出了根据本发明实施例的导管10的侧视图。导管10包括具有近端和远端的细长导管轴或主体12，位于导管轴12远侧具有单向或双向偏转的中间段14，位于中间段的远端处具有顶端电极17的顶端段15，以及位于导管轴12的近端的手柄16(例如，控制手柄)。
如图2A和2B所示，导管主体12包括具有单个轴向或中央腔19的细长管状构造。导管主体12是柔韧的(即可弯曲)，但沿其长度基本上是不可压缩的。导管主体12可为任何合适的结构，并且可由任何合适的材料制成。目前优选的结构包括由聚氨酯或PEBAX制成的外壁20。外壁20包括由不锈钢等制成的嵌入式编织网，以增大导管主体12的抗扭刚度，使得当旋转控制手柄16时，导管10的中间段14能够以相应的方式进行旋转。
导管主体12的外径并非决定性因素，但优选地为不大于约9F(弗伦奇)，更优选地不大于约7F。同样，外壁20的厚度也不是决定性因素，但要足够薄，使得中央腔19可容纳拉线、一根或多根导线和任何其他所需的线材、电缆或配管。如果需要，外壁20的内表面可衬有加强管21，以得到改善的扭转稳定性。在一个实施例中，导管10具有外壁20，外壁的外径为约0.090英寸至约0.094英寸，而内径为约0.061英寸至约0.065英寸。
中间段14包括具有多个内腔的一短段配管22，如图2C所示。在一个实施例中，第一内腔30容纳有一根或多根导线50、用于监控顶端电极17中的组织温度的热电偶TC(例如，热电偶线43和44)，以及用于封装在顶端段14中的电磁定位传感器75的电缆74。第二和第三内腔32、34中的每一个容纳有拉线64。第四内腔35容纳有冲洗管61，用于向顶端电极提供流体。配管22由合适的非毒性材料制成，所述材料优选比导管主体12更具柔性。在一个实施例中，配管22是编织聚氨酯，即具有嵌入的编织不锈钢或类似材料的网的聚氨酯。内腔的数量以及每个内腔的尺寸并非决定性因素，但是根据不同的实施例，内腔应足以容纳导线、拉线、电磁传感器电缆、热传感器和/或冲洗管。
图2a和图2b中示出了将导管主体12附接到中间段14上的优选方式。中间段14的近端包括接纳导管主体12外壁20的内表面的外周凹口26。中间段14和导管主体12通过胶或类似材料附接。
如果需要，可在导管主体内的加强管21的远端与中间段的近端之间设置间隔区(未示出)。该间隔区使导管主体和中间段的接合处形成柔韧性的过渡区，其使此接合处平滑地弯曲而不会折叠或扭结。具有此类间隔区的导管在美国专利No.5,964,757中有所描述，该专利的全部公开内容以引用方式并入本文。
如图4所示，顶端段15包括顶端电极17，该电极可通过单个内腔连接器配管23连接到中间段14的配管22。连接器配管为电磁定位传感器75和从配管22延伸出来的各种组件提供空间，以便根据需要使它们自身重新定向，从而锚固在顶端电极17中。为此，在顶端电极的远侧表面上设置有盲孔。在本发明所公开的实施例中，盲孔51用于接纳导线50的远端，盲孔53用于接纳热电偶的远端，而盲孔55用于接纳电磁传感器75的远端。顶端电极中还形成了冲洗通道56，以接纳冲洗管61的远端。通道55与横向支管57和流体口59连通，从而使通过冲洗管61递送的流体能够流到顶端电极外面。
如图2B所示，拉线64用于使中间段14发生双向偏转。拉线64延伸穿过导管主体12，通过T形杆锚固件在拉线的近端处锚固到控制手柄16上，并且在其远端处锚固到靠近中间段14的远端的配管23上，如美国专利No.5,893,885和6,066,125中大致所述，这些专利的全部公开内容均以引用方式并入本文。拉线由任何合适的金属制成，例如不锈钢或镍钛诺，并且优选地用Teflon.RTM.等材料涂覆。涂层使拉线64具有润滑性。拉线64的直径优选地在约0.006至约0.010英寸的范围内。
压缩螺旋弹簧66位于导管主体12中，并且围绕每根拉线64，如图2B所示。压缩螺旋弹簧66从导管主体12的近端延伸至中间段14的近端。压缩螺旋弹簧66由任何合适的金属制成，优选的是不锈钢。每个压缩螺旋弹簧66自身紧密地缠绕，以提供柔韧性，即弯曲性，但可抗压缩。压缩螺旋弹簧66的内径优选地稍大于拉线64的直径。拉线64上的Teflon.RTM.涂层使得它能在压缩螺旋弹簧66内自由滑动。每个压缩螺旋弹簧66的外表面均覆盖有柔韧的非导电鞘管68，例如由聚酰亚胺管制成的鞘管。
美国专利No.6,064,905、6,477,396和7,366,557中描述并描绘了合适的导管轴构造的实例，这些专利的全部公开内容以引用方式并入本文。
使得中间段14偏转的拉线64相对于导管主体12的纵向运动通过控制手柄16的适当操纵来完成。适用于本发明的控制手柄的实例公开于美国专利No.Re 34,502、5,897,529和7,377,906，这些专利的全部公开内容以引用方式并入本文。
图5的图示示出了导管10的手柄16的侧剖视图。图5概念性地示出了电路板18位于手柄16中，并且连接到从导管轴12延伸出来的热电偶。本文中，手柄16和电路板18可以具有任何合适的形状和尺寸。作为本领域的普通技术人员，电路板在手柄中的位置可根据手柄中的结构和组件而变化，所述结构和组件例如控制中间段14偏转的机构、以及延伸穿过控制手柄并沿导管轴向远侧延伸超出导管轴的各种线、电缆和配管。电路板18包括热电偶信号处理电路，该电路与热电偶20配合，从而可以处理来自热电偶20的电压信号，并将该信号数字化，然后输出到主机。
例如，热电偶由漆包线对组成，其中一条线为铜线43(例如40号铜线)，另一条线44为康铜线。线43和44彼此电绝缘，只在其远端连接在一起(例如，缠绕在一起)、并覆盖有一小段塑性配管58(例如聚酰胺)，再覆盖有环氧树脂。然后用聚氨酯胶水等将塑性配管58连接到顶端电极17中盲孔53的远端部分。
线43和44延伸穿过导管轴12的中央腔19，并且连接到手柄16中的电路板18。线43和44由不同金属或金属合金构成，并在感测端部(即，导管轴的顶端电极17)处连接在一起，该感测端部称为热接点。热电偶输出连接到电路板18的线43和44的另一端部两端的电压差(热电偶电压信号)，该端部称为冷接点，其保持在已知的温度下。在某些应用中，冷接点的温度可能高于热接点。在这种情况下，热电偶输出电压的极性完全颠倒。因此，热电偶测量其热接点和冷接点之间的温度差，而非冷接点处的绝对温度。已将常用的金属对与合金的各种热电偶的输出电压制成表格。用单个大写字母指定标准金属对，例如“T”代表康铜-铜热电偶，由于其具有较高的精度和适当的线性范围，故成为医学应用中最为常用的热电偶类型。制表数据建立在假定冷接点温度为0℃的基础上。因此，要获得热接点感测点的绝对温度，则必须测量冷接点温度并相应地调节热电偶的输出电压。该技术称为冷接点补偿。
图6为描述热电偶测量电路100及其等效电路示意图的图示。
参见图6，热电偶测量电路100包括T型热电偶101，该热电偶连接到器械104的连接器102。将热接点106放置在目标物附近以感测其温度。热电偶测量电路100由其等效电路100a示意性表示，其中J1代表热接点106，J2代表冷接点(即，热电偶101和连接器102之间的连接)。冷接点J2位于等温块120(或等温屏障)上，以使得冷接点J2的绝对温度可被测定。
可通过(例如)合适的热敏电阻器122测定等温块120的温度，从而可以确定参比温度。可提供具有足够增益的放大器来放大热电偶电压信号，以覆盖所需的热电偶温度范围。因为热电偶101在本质上是非线性装置，所以可通过本领域熟知的基于合适硬件和/或软件的方法对热电偶电压信号进行补偿。线性化提高了由热电偶101测得的温度的精度，并扩大了由热电偶101测得的温度范围。
图7为概念性地示出使用常规导管测量温度的装配的框图。
参见图7，导管200包括手柄和T型热电偶204。热电偶204的热接点可位于导管200的顶端，热电偶204的铜线和康铜线通过手柄连接器206(例如插脚和插座)连接到电缆300。此处，由手柄连接器206形成了两个热电偶连接，即，热电偶204的康铜线和手柄连接器206的镀金插脚之间的连接(以C1表示)，以及电缆300的康铜线和手柄连接器206的镀金插脚之间的连接(以C2表示)。电缆300的另一个端部通过器械400的前面板连接器402(例如插脚和插座)连接到器械400。此处，由前面板连接器402形成了另外两个热电偶连接，即，电缆300的康铜线和连接器402的镀金插脚之间的连接(以C3表示)，以及器械400内的康铜线和连接器402的镀金插脚之间的连接(以C4表示)。由于连接器206和402并非由适当的热电偶材料制成，故不与康铜线匹配，因此热电偶连接(C1、C2、C3和C4)中的每一个引入了误差电压，从而导致测量误差。
在图7的常规装配中，由于热电偶电压信号通过异种材料的连续连接点而逐步衰减，因此使用热电偶204测量温度、以及将微弱热电偶电压信号(例如低毫伏范围)通过由不同金属/金属合金(例如非热电偶金属)制成的异种连接器插针的多个连接器对输出到温度读数仪表(例如器械400)时，会产生测量误差。
根据本发明的实施例，通过在导管手柄中实施热电偶信号处理电路以使导管手柄冷接点处的热电偶电压信号数字化，可消除或减少热电偶信号衰减。
图8为概念性地示出包括根据本发明实施例的热电偶信号处理电路的导管手柄500的图示。
参见图8，位于导管手柄500内的热电偶信号处理电路包括冷接点等温块502，该等温块接纳来自导管轴(未示出)的热电偶504。等温块502可由具有高热导率的材料(例如铜或其他具有高热导率的合适材料)小块维持。与热电偶504连接的输入连接506与等温块502电绝缘，但与其热连接。在一个实施例中，等温块502中可包括完整的信号处理电路。此外，信号处理电路可包括低通滤波器508、低电平直流放大器510、温度传感器512、冷接点补偿电路514、模数(A/D)转换器516和数字处理单元518。在一些实施例中，模数转换器516和数字处理单元518可包括在相同的电路模块(例如集成电路)中。此外，本领域的技术人员将会理解，上述信号处理电路可包括所述元件的一些或全部，并且可包括本领域熟知的其他电路元件。
低通滤波器508消除或减少了信号饱和，例如，当导管为消融导管时由于消融信号采集而产生的信号饱和。在一些实施例中，可省略低通滤波器508。模数转换器516将热电偶电压信号数字化，得到其相应的数字值，该数字值随后接受数字处理单元518的处理。例如，数字处理单元518可提供诸如开放式热电偶检测与报警、冷接点补偿、线性化以及计算被热电偶504感测到的温度等功能。此外，数字处理单元518包括数字接口518a，用于通过数字链路与主机(例如计算机或控制器)进行数据通信，使得热电偶504的数字化数据可传输到主机，以便进行进一步处理或显示。然而，本发明并不限于上述热电偶信号处理电路。相反，导管手柄500中的热电偶信号处理电路可具有各种修改形式和等同构造。此外，数字处理单元518可能无法计算热电偶504的温度，但可以通过数字接口518a将数字化的热电偶电压传输到主机，主机会根据数字化的热电偶电压信号计算热电偶504的温度。
如图8的实施例所述，将导管手柄500处的热电偶电压信号数字化减少了通过连接器和整个系统的材料过渡次数，从而可避免与这些过渡相关的测量误差。导管手柄500可通过任何合适的数字链路(例如单线通信连接)与主机连接。因此，可在导管手柄500和主机之间的连接线路中避免使用特殊的热电偶线(例如康铜线)，从而显著降低成本。
示例性实施例
下文将公开本发明的示例性实施例，以进一步说明本发明的各个方面和特征。然而，这些示例性实施例仅为示例性的，并且本发明并不限于这些示例性实施例。
图9为示意性地示出根据本发明实施例的热电偶信号处理电路600的图示。
参见图9，热电偶信号处理电路600可通过导管手柄处的一个或多个电路板(例如印刷电路板)实施。热电偶电压信号从连接到热电偶信号处理电路600的热电偶602输出。此处，热电偶602和热电偶信号处理电路600之间的连接形成冷接点604。冷接点604处的热电偶电压信号在导管手柄处通过集成电路(IC)606(例如MAXIM，型号DS2760)数字化，该集成电路通过数字链路608(例如，单个双绞线连接、单总线等)与主机(例如计算机)进行通信。集成电路606可具有唯一的地址(例如，64位地址)，该地址允许主机或总线主控器进行肯定识别和选择。由于这种唯一的地址，热电偶信号处理电路600的多个单元可共用相同的数字链路608，并且软件可自动识别并处理连接到信号处理电路600之一的任何指定热电偶的数据。热电偶602的相关信息可储存在集成电路606自身中。作为另外一种选择，集成电路606的唯一地址使得与热电偶602相关的信息和其他参考数据能够储存在主机或总线主控器中。在本发明的一个实施例中，集成电路606通过单总线(即，数字链路680)与单总线主控器连通。此处，单总线主控器执行接触存储器执行(touch memory executive(TMEX))协议来控制集成电路606，并通过单总线传输双向数据和电力。可使用短时隙和长时隙进行半双工和比特序列数据传输，以分别编码二进制“1”和“0”，并在通信空闲时间传输电力。
如图9的实施例所述，集成电路606将热电偶602的冷热接点间产生的毫伏水平电压数字化，同时其片上温度传感器继续监测冷接点604处的温度。集成电路606的唯一地址允许信号处理电路600的多个单元在相同的数字链路608上运行。此外，集成电路606可包括用户可访问的存储器，该存储器用于存储传感器的特定数据，例如热电偶类型、位置及其投入使用的日期。这使得集成电路606可与任何热电偶类型一起使用，因为主机或总线主控器使用存储的数据确定根据所用热电偶类型和由片上温度传感器所报告的冷接点温度进行的计算是否正确。
在图9中，集成电路606为MAXIM DS2760，它为热电偶602的应用提供了完整的信号调节和数字化解决方案，DS2760包括10位电压模数转换器、13位温度模数转换器和12位正号电流模数转换器。它还提供了可锁定的32字节EEPROM存储器，其中可存储相关使用者或传感器文档，从而最大限度地降低由于热电偶标记错误导致的误差机率。此处，热电偶602可直接连接到DS2760的模数转换器电流输入。DS2760的模数转换器的满刻度量程为±64mV(LSB为15.625μV)，即使是对于K型热电偶的较低电压输出，也可提供优于1℃的分辨率。
因此，可使用DS2760(即，集成电路606)将标准热电偶转变成具有多点能力的智能传感器。在图9中，电容器C1和肖特基(Schottky)二极管D1形成半波整流器，当总线电压为5V时，该半波整流器通过获取空闲通信周期中来自总线(即数字链路680)的电力，为DS2760提供电力。肖特基二极管D2跨接总线的DATA和GND，通过将进入地下的信号摆幅限制到约-0.4V而提供电路保护。如果没有二极管D2，那么总线上超过0.6V的负信号摆幅可能正向偏置DS2760的寄生基底二极管，并干扰其正常功能。在总线主控器的控制下，DS2760监测热电偶602的热接点和冷接点之间产生的电压，并使用其内部温度传感器测量冷接点604处的温度。总线主控器采用此信息计算热接点处的实际温度。将热电偶602连接到信号处理电路600时，应当将其尽可能靠近地连接到DS2760，以使这些连接与DS2760集成电路组装内的电路之间存在的温度差最小化。
正确使用铜布线和引线布置技术，可在热电偶引线连接信号处理电路600的铜布线的点内部及周边形成等温块，从而将冷接点604处的连接保持在基本相同的温度。因为温度差导致电压差，所以应将印刷电路板布线排布在一起，并且用保持在每个导体上的等量连接有效替代常规导管手柄内使用的昂贵热电偶补偿电缆。DS2760将给定温度下两种相异金属的热接点和冷接点之间由于塞贝克效应产生的毫伏级电压信号数字化，并将该信息传送到主机或主控器，使得可以计算热接点处的正确温度。在一些实施例中，信号处理电路600可通过无线数据链路与主机进行通信。
图10、11和12示出了根据本发明的信号处理电路600的其他示例性实施例。由于它们的具体实施技术为本领域技术人员所知，因此将省略其详细说明。
在图10的实施例中，信号处理电路600包括热电偶702，该热电偶连接到具有冷接点补偿的合适热电偶放大器704(例如，型号为AD594/AD595的模拟装置)。当导管为消融导管时，可将合适的消融信号降低单元706(例如铁氧体单元)连接到热电偶702和放大器704之间，用于过滤消融信号提取。放大器704将冷接点补偿的热电偶电压信号发送到单线模数转换器芯片708(例如MAXIM的DS2450型模数转换器)，从而将信号数字化并通过单总线传输到主机。
在图11的实施例中，信号处理电路600包括热电偶702a，该热电偶连接到合适的热电偶冷接点补偿器704a(例如LINEAR TECHNOLOGY的LT1025型热电偶冷接点补偿器)和合适的放大器710。将放大器710的模拟输出通过单线模数转换器芯片708a(例如MAXIM的DS2450型模数转换器)转换为数字值，以便通过单总线传输到主机。
在图12中，信号处理电路600包括通过等温块804连接到多个热电偶(800a、800b、800c、800d)的处理模块802(例如，BURR-BROWN的MSC1200型处理模块)。等温块804的温度由处理模块802通过进行冷接点补偿的温度传感器806测定。处理模块802包括用于将模拟热电偶电压信号转换为数字值的模数转换器802a，以及用于根据该数字值计算由热电偶(800a、800b、800c、800d)感测的温度的微控制器单元(MCU)802b。此外，MCU 802b可进行冷接点补偿和线性化。处理模块802包括数字接口单元802c，该数字接口单元通过合适的数字链路(例如SPI、I2C、单线等)与主机进行通信，从而将数字数据从信号处理电路600传输到主机。
虽然结合本文视为实用示例性实施例的内容对本公开进行了描述，但应当理解，本发明不限于所公开的实施例，相反，本发明旨在涵盖所附权利要求书的精神和范围内所包括的各种修改形式和等同构造。

Claims (21)

1.一种导管，包括：
导管轴，所述导管轴具有近端和远端；
延伸穿过所述导管轴的第一对导体，所述第一对导体中的每一个具有第一端部和第二端部，所述第一对导体的所述第一端部在所述导管轴的所述远端处相互连接，以形成第一热电偶；以及
手柄，所述手柄连接到所述导管轴的所述近端，并且接纳所述第一对导体的所述第二端部，所述手柄包括在其中连接到所述第一对导体的所述第二端部的数字化电路，用于将所述第一热电偶的电压信号数字化。
2.根据权利要求1所述的导管，其中所述数字化电路包括热连接到所述第一对导体的所述第二端部的等温块。
3.根据权利要求2所述的导管，其中所述数字化电路还包括温度传感器，用于感测所述等温块的温度。
4.根据权利要求1所述的导管，其中所述数字化电路包括低通滤波器，用于过滤所述第一热电偶的所述电压信号。
5.根据权利要求1所述的导管，其中所述数字化电路包括放大器，用于放大所述第一热电偶的所述电压信号。
6.根据权利要求1所述的导管，其中所述数字化电路包括模数转换器，用于生成对应于所述第一热电偶的所述电压信号的数字值。
7.根据权利要求6所述的导管，其中所述数字化电路适用于根据所述数字值计算所述第一热电偶的温度值。
8.根据权利要求1所述的导管，其中所述数字化电路适用于进行冷接点补偿。
9.根据权利要求1所述的导管，其中所述数字化电路能够通过至少一个数字地址进行识别。
10.根据权利要求1所述的导管，还包括延伸穿过所述导管轴的第二对导体，所述第二对导体中的每一个具有第一端部和第二端部，所述第二对导体的所述第一端部在所述导管轴的所述近端和所述远端之间的部分相互连接，以形成第二热电偶，
其中所述手柄接纳所述第二对导体的所述第二端部，并且
其中所述数字化电路连接到所述第二对导体的所述第二端部，并且适用于将所述第二热电偶的电压信号数字化。
11.根据权利要求10所述的导管，其中所述数字化电路适用于根据所述第二热电偶的所述数字化电压信号计算所述第二热电偶的温度值。
12.根据权利要求10所述的导管，其中所述数字化电路能够通过至少两个数字地址进行识别，所述至少两个数字地址包括对应于所述第一热电偶的第一数字地址和对应于所述第二热电偶的第二数字地址。
13.根据权利要求1所述的导管，其中所述数字化电路包括数字接口，用于传输对应于所述第一热电偶的所述电压信号的数据。
14.一种用于测量温度的系统，包括：
主机；以及
与所述主机进行数据通信的导管，所述导管包括：
导管轴，所述导管轴具有近端和远端；
延伸穿过所述导管轴的一对导体，所述对的导体中的每一个具有远端和近端，所述对的导体的所述远端在所述导管轴的所述远端处相互连接，以形成热电偶；以及
手柄，所述手柄连接到所述导管轴的所述近端，并且接纳所述对的导体的所述近端，所述手柄包括连接到所述对的导体的所述近端的数字化电路，用于将所述热电偶的电压信号数字化。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述数字化电路包括模数转换器，用于生成对应于所述热电偶的所述电压信号的数字值。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述数字化电路适用于根据所述数字值计算所述热电偶的温度值。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述数字化电路包括数字接口，用于传输对应于所述热电偶的所述电压信号的数据。
18.一种用导管测量温度的方法，所述方法包括：
通过热电偶感测所述导管的导管轴远端处的温度；
将所述热电偶的电压信号传输到连接到所述导管轴近端的手柄；以及
通过位于所述手柄处的电路将所述热电偶的所述电压信号数字化，以生成对应于所述温度的数字值。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括通过位于所述手柄处的所述电路进行冷接点补偿。
20.根据权利要求18所述的方法，还包括通过低通滤波器处理所述热电偶的所述电压信号。
21.根据权利要求18所述的方法，还包括通过数字链路将所述数字值传输到远离所述手柄的主机。
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