CN108065931A - 具有切换降噪的专用集成电路(asic) - Google Patents

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Abstract

本发明题为“具有切换降噪的专用集成电路(ASIC)”。通过在相应信道中接收多个模拟生物电信号并在相应选择事件中复用生物电信号来进行医疗导管插入术。选择事件包括利用基准电压进行第一连接，然后断开第一连接并与生物电信号中的一个生物电信号进行第二连接。该方法进一步通过将复用的生物电信号输出到模数转换器来进行。

Description

具有切换降噪的专用集成电路(ASIC)
版权声明
本专利文献的公开内容的一部分包括受版权保护的材料。版权所有者不反对任何人照专利和商标办公室专利文件或记录原样复制本专利文件或专利公开内容，但除此之外版权所有者保留所有相关的版权。
背景技术
1.技术领域
本发明涉及生物电流的测量。更特别地，本发明涉及用于使用多个信道记录来自心脏的生物电信号的系统。
2.背景技术
表1中给出了本文使用的某些首字母缩略词和缩写的含义。
表1-首字母缩略词和缩写
ECG 心电图
ASIC 专用集成电路
DPDT 双极双掷
MUX 复用器
可以购自Biosense Webster，Inc.(3333Diamond Canyon Road,Diamond Bar,CA91765)的典型ECG系统，诸如3系统，同时接收多个模拟ECG信号。不是用单独的模数转换器(A/D)将信号中的每一个数字化，而是可以经由复用器将信号转移到单个数模转换器。然后单个数模转换器的输出被解复用以恢复单独的数字化信号。
已知复用器用于处理单独的信号。例如，Baumgartner等人的美国专利5,337,230提出了具有特征的混合模拟和数字集成电路，其构成生理信号仪器的前端。在一个实施方案中，五个16位移位寄存器各自在每个采样期间提供16位时钟输出到数字复用器。
在另一个示例中，Gauglitz的美国专利5,231,990描述了一种用于生理监控的专用集成电路(ASIC)，该专用集成电路(ASIC)具有多个输入和输出，其中多个ASIC可以联接在一起以扩大被监控的信道的数量。每个ASIC具有可以联接到患者和模拟扩展输入的多个输入以接收来自其它ASIC的信号。ASIC包括模拟复用器和采样/保持电路，以与外部模数转换器进行交互。
然而，复用输入的ECG信号将切换噪声引入到从复用器输出的信号中。一些现有系统已经尝试通过使模拟信道差分和在每个放大阶段使用共模反馈来减轻该问题。在另一种方法中，美国专利申请公开2015/0164354描述了一种电极构型，其提出减少在单个金属电极中诱发的伪影。电极由可在刺激阶段断开连接并且在测量阶段重新连接的两个或更多个较小的电极组成。电极可以被分段，为每个段提供单独的电流源，迫使段中的电流匹配，从而减少伪影。
发明内容
根据本发明的公开的实施方案，ASIC复用来自多个信道的模拟ECG信号以用于生理监控系统中。为了减少与复用信号相关的切换噪声，电子DPDT(双极双掷)开关并入复用器。复用器在ECG信号之间切换。在每个切换事件中，DPDT开关首先连接到基准信号，并且然后连接到输入的ECG信号。
根据本发明的实施方案提供了一种方法，其通过在相应信道中接收多个模拟生物电信号并在相应选择事件中复用生物电信号来进行。选择事件包括利用基准电压进行第一连接，然后断开第一连接并与生物电信号中的一个生物电信号进行第二连接。该方法进一步通过将复用的生物电信号输出到模数转换器来进行。
根据该方法的一个方面，通过将双极双掷开关分别放置在第一位置和第二位置来实现进行第一连接和进行第二连接。
该方法的另一方面包括将威尔逊中央端子连接到差分放大器的第一输入，将生物电信号中的一个生物电信号连接到差分放大器的第二输入，以及将差分放大器的第一输出和第二输出链接到双极双掷开关。
该方法的另一个方面包括在差分放大器和双极双掷开关之间插入缓冲器。
根据本发明的实施方案进一步提供了一种设备，其包括具有细长远侧部分的导管以及在远侧部分上用于读取生物电信号的多个电极。该设备包括具有连接到电极中的相应的电极的输入的复用器。开关具有连接到基准信号的第一输入端子，链接到复用器的输出的第二输入端子。链接到开关和复用器的控制电路可操作以经由开关的第一输入端子在开关的输出端子和基准信号之间进行第一连接，并且然后断开第一连接并且经由开关的第二输入端子在开关的输出端子和复用器的输出之间进行第二连接。
在该设备的另一方面，生物电信号是模拟信号，并且模数转换器连接到开关的输出端子并链接到处理器。
根据设备的另一方面，开关是双极双掷开关。
根据该设备的另一方面，控制电路包括差分放大器，该差分放大器具有分别连接到开关的第一输入端子和第二输入端子的第一输入和第二输入。差分放大器的第一输入连接到威尔逊中央端子，并且差分放大器的第二输入链接到生物电信号中的一个生物电信号。
根据该设备的一个方面，威尔逊中央端子连接到动态偏置电压。
附图说明
为更好地理解本发明，就本发明的详细说明以举例的方式做出参考，该详细说明应结合以下附图来阅读，其中类似的元件用类似的附图标号来表示，并且其中：
图1是根据本发明的公开的实施方案构造和操作的用于在活体受检者的心脏上执行规程的示例性系统的立体说明图；
图2是根据本发明的实施方案的用于处理多信道ECG信号的复用布置的示意图；
图3是根据本发明的实施方案的图2所示的信道中的一个信道的电气示意图；
图4是根据本发明的实施方案的示出多个信道的电路的一部分的电气示意图；以及
图5是根据本发明的实施方案的电路的电气示意图。
具体实施方式
在下文的具体实施方式中，示出了许多具体细节，以便提供对本发明的各种原理的全面理解。然而，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，并非所有这些细节都是实施本发明所必需的。在这种情况下，未详细示出熟知的电路、控制逻辑部件以及用于常规算法和过程的计算机程序指令的细节，以免不必要地使一般概念模糊不清。
以引用方式并入本文的文献将被视作本申请的整体部分，不同的是，就任何术语在这些并入文件中以与本说明书中明确或隐含地作出的定义矛盾的方式定义而言，应仅考虑本说明书中的定义。
术语“链接”、“链接的”、“联接”和“联接的”旨在意指间接连接或直接连接。因此，如果第一装置联接到第二装置，则连接可以通过直接连接或经由其它装置和连接部通过间接连接完成。
综述
现在转到附图，首先参见图1，其为根据本发明的公开的实施方案构造和操作的用于在活体受检者的心脏12上执行规程的示例性系统10的立体说明图。该系统包括导管14，由操作者16将导管14经由皮肤穿过患者的血管系统插入心脏12的心室或血管结构中。操作者16，通常为医师，使导管的远侧末端18例如在消融目标位点处与心脏壁接触。电激活图可根据在美国专利6,226,542和6,301,496中和在共同转让的美国专利6,892,091中公开的方法来制备，所述专利的公开内容以引用方式并入本文。应当理解，本发明的原理不限于诸如系统10的系统，而是可以应用于经由多个信道接收生物电信号的其它系统。
系统10可包括用合适的软件编程以用于进行下文所述功能的通用或嵌入式计算机处理器。因此，尽管本文中的其它附图所示的系统10的部分被示出为包括多个单独的功能块，但这些块未必为单独的物理实体，而是可表示例如存储在可由处理器访问的存储器中的不同的计算任务或数据对象。这些任务可在运行于单个处理器上或运行于多个处理器上的软件中进行。该软件可在有形非暂态介质(诸如CD-ROM或非易失性存储器)上被提供给一个处理器或多个处理器。另选地或除此之外，系统10可包括数字信号处理器或硬连线逻辑部件。一种采用系统10的元件的商品可以商品名3系统购自BiosenseWebster,Inc.(3333Diamond Canyon Road,Diamond Bar,CA 91765)。该系统可由本领域的技术人员进行修改以体现本文所述的本发明的原理。
可以通过施加热能对例如通过电活动图评价测定为异常的区域进行消融，例如，通过将射频电流通过导管中的金属线传导至远侧末端18处的一个或多个电极，这些电极将射频能量施加到心肌。能量在组织中被吸收，从而将组织加热到一定温度(通常为约50℃)，在该温度下组织永久性地失去其电兴奋性。在规程成功后，此规程在心脏组织中形成非传导性损伤，该非传导性消融灶中断导致心律失常的异常电通路。本发明的原理可应用于不同的心室，以诊断并治疗多种不同的心律失常。
导管14通常包括柄部20，在柄部上具有合适的控制件，以使操作者16能够按消融手术所需对导管的远侧端部进行操纵、定位和定向。为了协助操作者16，导管14的远侧部分包括向位于控制台24中的处理器22提供信号的位置传感器(未示出)。处理器22可履行如下所述的若干处理功能。
导管14为多电极导管，该导管可以是如球囊的右部分中所示的篮形导管或如左部分中所示的样条导管。在存在多个电极32的任何情况下，这些电极用作感测电极，并在篮形或样条上具有已知位置，并且彼此关系已知。因此，一旦导管例如通过构造当前位置标测图定位于心脏中，则心脏中电极32中的每一个电极的位置为已知的。一种用于生成当前位置标测图的方法描述于授予Bar-Tal等人的共同转让美国专利8,478,383中，该专利以引用方式并入本文。
可以使电信号经由缆线34从位于导管14的远侧末端18处或附近的电极32在心脏12和控制台24之间来回传送。可以通过缆线34和电极32将起搏信号和其它控制信号从控制台24传送至心脏12。
线连接件35将控制台24与体表电极30和用于测量导管14的位置和取向坐标的定位子系统的其它部件链接在一起。处理器22或另一个处理器(未示出)可以是定位子系统的元件。电极32和体表电极30可用于如以引用方式并入本文的授予Govari等人的美国专利7,536,218中所提出的在消融位点处测量组织阻抗。温度传感器(未示出)，通常为热电偶或热敏电阻器，可安装在导管14的远侧末端18附近。
控制台24通常包括一个或多个消融功率发生器25。导管14可以适于利用任何已知的消融技术将消融能量传导到心脏，例如，射频能量、超声能量和激光产生的光能。共同转让的美国专利6,814,733、6,997,924和7,156,816中公开了此类方法，这些专利以引用方式并入本文。
在一个实施方案中，定位子系统包括磁定位跟踪布置，该磁定位跟踪布置利用磁场生成线圈28，通过以预定的工作容积生成磁场并感测导管处的这些磁场来测定导管14的位置和取向。在以引用方式并入本文的美国专利7,756,576以及以上提到的美国专利7,536,218中描述了该定位子系统。
如上所述，导管14联接到控制台24，这使得操作者16能够观察并调控导管14的功能。控制台24包括处理器，优选为具有适当信号处理电路的计算机。该处理器联接以驱动监控器29。信号处理电路通常接收、放大、过滤并数字化来自导管14的信号，这些信号包括由上述传感器和导管14中的远侧定位的多个位置感测电极(未示出)生成的信号。通过控制台24和定位系统接收并使用数字化信号，以计算导管14的位置和取向，并如下文另外详细所述分析来自电极的电信号。
通常，系统10包括为简明起见而未示出于附图中的其它元件。例如，系统10可包括ECG监控器，其联接用于接收来自一个或多个体表电极的信号，以便为控制台24提供ECG同步信号。如上所述，系统10通常还包括基准位置传感器，其或者位于附接在受检者身体外部的外部施加基准补片上，或者位于插入到心脏12内并相对于心脏12保持在固定位置的内置导管上。系统10可接收来自外部成像模态诸如MRI单元等的图像数据并且包括图像处理器，该图像处理器可结合在处理器22中或由处理器22调用以用于生成并显示图像。
在系统10的典型应用中，心脏腔室通常用多电极导管进行导管插入。多样条导管或篮形导管均适合。根据具体情况，在此类导管中，每个电极在篮形或样条上均有已知位置。一旦导管就位，如果需要，可使用导管中的位置传感器(例如磁性位置传感器)或使用如上所述阻抗测量装置来构造当前位置标测图。在当前位置标测图中电极中的每一个电极在心脏中的位置均为已知，或者可以使用成像技术确定。与系统10一起使用的典型多样条导管在其远侧端部上具有60个电极，这些电极能够从心脏的60个点处获取60组ECG信号。电极分布在样条上，本文假定有八个样条。信号可以表示为电压随时间变化的60个图形。其它合适的导管可以具有相对更多或更少的电极。
现在参见图2，图2是根据本发明的实施方案的用于处理多信道ECG信号的复用布置的示意图。通常来自多信道导管的相应电极(诸如图1所示)的多个信道39中的模拟ECG信号的端子37被输入到复用器41(MUX)，复用器41依次选择信道39中的每一个信道。复用器41中包括双极双掷(DPDT)开关43，其首先连接到基准信号45，并且然后连接到所选择的信道39。输出47被发送到模数转换器49。
现在参见图3，图3是根据本发明的实施方案的信道39(图2)中的一个信道的电气示意图。通常来自威尔逊中央端子并通过动态偏置55修改的ECG输入51和基准输入53被提交给差分放大器57，然后通过低通滤波器59和缓冲器61。另选地，基准输入53可以是所有电极的平均值。缓冲器输出呈现给DPDT开关63。在关闭位置，DPDT开关63将缓冲器61的输出传送到模数转换器。在打开位置，缓冲器的输出保持在基准电压。
现在参见图4，图4是根据本发明的实施方案的显示多个信道的ASIC的一部分的电气原理图。标有IN0-IN15的十六个信道被布置在经由选择器73、选择器75连接到切换电路69、切换电路71的两个组65、组67中。电路69、电路71类似于关于图3描述的电路，其中DPDT开关72、DPDT开关74具有DPDT开关63(图3)的功能。每个信道被选择5.88μs，被切换1.47μs(1/4占空比)，并且被关闭4.41μs。通常每个信道获取20,000个样本。因此，模数转换器需要以640,000采样/秒进行采样。(注意，模数转换器服务于电路69、电路74两者)。沉降时间必须少于1.47μs。
现在参见图5，图5是根据本发明的实施方案的ASIC 77的电气原理图。两个模块79,81各自从作为输入的心脏导管(未示出)接收16个信道，其分别表示为Ch0..Ch15以及CH16..Ch32。五伏基准83连接到模块79,81中的每一个模块。来自模块79,81的所选择的信道在线路85,87上输出到模数转换器89。模块79,81包括用于在线路85,87上切换输出的逻辑电路。基准83和来自线路85,87上的所选择的信道的信号两者都切换到模数转换器89。如上面在图3和图4的论述中所解释的，在每个切换事件中，包括在ASIC 77中的DPDT开关(未示出)首先连接到基准信号，并且然后连接到输入的ECG信号以防止电荷注入并允许快速建立时间。
本领域技术人员应当理解，本发明不限于上文具体示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文所述各种特征的组合与子组合两者，以及本领域的技术人员在阅读上述说明书时可想到的未在现有技术范围内的上述各种特征的变型和修改。

Claims (9)

1.一种方法，包括以下步骤：
在相应信道中接收多个模拟生物电信号；
在相应选择事件中复用所述生物电信号，其中所述选择事件包括与基准电压进行第一连接，并且然后断开所述第一连接并与所述生物电信号中的一个生物电信号进行第二连接；以及
将复用的生物电信号输出到模数转换器。
2.根据权利要求1所述的方法，其中通过将双极双掷开关分别放置在第一位置和第二位置来实现进行第一连接和进行第二连接。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括将威尔逊中央端子连接到差分放大器的第一输入，以及将所述生物电信号中的一个生物电信号连接到所述差分放大器的第二输入，以及将所述差分放大器的第一输出和第二输出链接到所述双极双掷开关。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括在所述差分放大器和所述双极双掷开关之间插入缓冲器。
5.一种设备，包括：
导管，所述导管具有细长的远侧部分；
多个电极，所述多个电极在所述远侧部分上用于读取生物电信号：
复用器，所述复用器具有连接到所述电极中的相应的电极的输入并且具有输出；
开关，所述开关具有连接到基准信号的第一输入端子，链接到所述复用器的所述输出的第二输入端子，以及输出端子；和
控制电路，所述控制电路链接到所述开关和所述复用器并且操作以经由所述开关的所述第一输入端子在所述开关的所述输出端子和所述基准信号之间进行第一连接；并且然后断开所述第一连接并且经由所述开关的所述第二输入端子在所述开关的所述输出端子和所述复用器的所述输出之间进行第二连接。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述生物电信号是模拟信号，所述设备还包括连接到所述开关的所述输出端子并且链接到处理器的模数转换器。
7.根据权利要求5所述的设备，其中所述开关是双极双掷开关。
8.根据权利要求5所述的设备，其中所述控制电路包括差分放大器，所述差分放大器具有第一输入和第二输入并且具有分别连接到所述开关的所述第一输入端子和所述第二输入端子的第一输出和第二输出，其中所述差分放大器的所述第一输入连接到威尔逊中央端子，并且所述差分放大器的所述第二输入链接到所述生物电信号中的一个生物电信号。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述威尔逊中央端子连接到动态偏置电压。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110623656A (zh) * 2018-06-25 2019-12-31 韦伯斯特生物官能(以色列)有限公司 通过主动断开未使用的连接来改善多路复用系统中的信号质量

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190314083A1 (en) 2018-04-11 2019-10-17 Biosense Webster (Israel) Ltd. Flexible Multi-Arm Catheter with Diametrically Opposed Sensing Electrodes
US10645017B2 (en) * 2018-05-09 2020-05-05 Biosig Technologies, Inc. Systems, apparatus, and methods for conveying biomedical signals between a patient and monitoring and treatment devices
US11045628B2 (en) 2018-12-11 2021-06-29 Biosense Webster (Israel) Ltd. Balloon catheter with high articulation
US11850051B2 (en) 2019-04-30 2023-12-26 Biosense Webster (Israel) Ltd. Mapping grid with high density electrode array
US11504042B2 (en) * 2019-06-19 2022-11-22 Biosense Webster (Israel) Ltd. Extension of electrocardiography (ECG) acquisition capabilities of catheter-based cardiac system
US11950930B2 (en) 2019-12-12 2024-04-09 Biosense Webster (Israel) Ltd. Multi-dimensional acquisition of bipolar signals from a catheter
US11517218B2 (en) 2019-12-20 2022-12-06 Biosense Webster (Israel) Ltd. Selective graphical presentation of electrophysiological parameters
US11987017B2 (en) 2020-06-08 2024-05-21 Biosense Webster (Israel) Ltd. Features to assist in assembly and testing of devices
US11406308B2 (en) * 2020-07-14 2022-08-09 Biosense Webster (Israel) Ltd. Visualization and recordation system interface with virtual ground for biomedical system and methods
US11950840B2 (en) 2020-09-22 2024-04-09 Biosense Webster (Israel) Ltd. Basket catheter having insulated ablation electrodes
US11950841B2 (en) 2020-09-22 2024-04-09 Biosense Webster (Israel) Ltd. Basket catheter having insulated ablation electrodes and diagnostic electrodes
US11974803B2 (en) 2020-10-12 2024-05-07 Biosense Webster (Israel) Ltd. Basket catheter with balloon
US11918383B2 (en) 2020-12-21 2024-03-05 Biosense Webster (Israel) Ltd. Visualizing performance of catheter electrodes

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4467813A (en) * 1982-05-04 1984-08-28 Cardiac Resuscitator Corporation Biological signal source amplifier
US5579764A (en) * 1993-01-08 1996-12-03 Goldreyer; Bruce N. Method and apparatus for spatially specific electrophysiological sensing in a catheter with an enlarged ablating electrode
US5792203A (en) * 1997-08-18 1998-08-11 Sulzer Intermedics Inc. Universal programmable cardiac stimulation device
US6295473B1 (en) * 1999-04-16 2001-09-25 Medtronic, Inc. Digital delay line receiver for use with an implantable medical device
CN1381091A (zh) * 2000-03-28 2002-11-20 皇家菲利浦电子有限公司 用于功率放大器的动态偏置升压电路
US20050075672A1 (en) * 2003-10-06 2005-04-07 Rottenberg William B. Cardiac Stimulation Apparatus With Multiple Input Sense Amplifiers
US20050203368A1 (en) * 2002-06-26 2005-09-15 Vitali Verin Catheterization method and system
CN101129258A (zh) * 2007-07-13 2008-02-27 深圳迪美泰数字医学技术有限公司 用于临床或非临床生物信号记录的纯数字医用放大器
CN101384214A (zh) * 2006-02-15 2009-03-11 诺和检测有限公司 用于无线生成标准ecg导联的系统和方法及其ecg传感单元
CN101453945A (zh) * 2006-06-30 2009-06-10 英特尔公司 利用具有软件控制的ac响应的单个复用放大器通道对多个信号进行放大的方法和设备
CN102488509A (zh) * 2011-11-14 2012-06-13 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 一种生物电信号采集装置及方法
CN103356183A (zh) * 2013-07-05 2013-10-23 中国科学院深圳先进技术研究院 心电图采集平台
CN103565432A (zh) * 2012-07-23 2014-02-12 韦伯斯特生物官能(以色列)有限公司 用于多刺状物探针的图形界面
CN104799846A (zh) * 2015-05-12 2015-07-29 孙英贤 一种用于无线心电监护信号传输的转换装置及转换方法
US20160008062A1 (en) * 2006-06-28 2016-01-14 Kardium Inc. Apparatus and method for intra-cardiac mapping and ablation
CN105615869A (zh) * 2015-12-31 2016-06-01 武汉明德生物科技股份有限公司 十二导心电信号采集装置
CN105769179A (zh) * 2016-04-29 2016-07-20 上海夏先机电科技发展有限公司 一种便携式十二导联心电信号同步采集装置

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4751931A (en) 1986-09-22 1988-06-21 Allegheny-Singer Research Institute Method and apparatus for determining his-purkinje activity
US5042499A (en) 1988-09-30 1991-08-27 Frank Thomas H Noninvasive electrocardiographic method of real time signal processing for obtaining and displaying instantaneous fetal heart rate and fetal heart rate beat-to-beat variability
US5337230A (en) 1992-04-30 1994-08-09 Hewlett-Packard Company Signal processing circuits with digital programmability
US5231990A (en) 1992-07-09 1993-08-03 Spacelabs, Medical, Inc. Application specific integrated circuit for physiological monitoring
US5555888A (en) 1995-02-27 1996-09-17 Brewer; James E. Method for automatic, adaptive, active facilitation to access myocardial electrical instability
GB9626512D0 (en) 1996-12-20 1997-02-05 Gyrus Medical Ltd An improved electrosurgical generator and system
US6301496B1 (en) 1998-07-24 2001-10-09 Biosense, Inc. Vector mapping of three-dimensionally reconstructed intrabody organs and method of display
US6226542B1 (en) 1998-07-24 2001-05-01 Biosense, Inc. Three-dimensional reconstruction of intrabody organs
JP3166718B2 (ja) 1998-08-12 2001-05-14 日本電気株式会社 アナログ／デジタル変換器
US6892091B1 (en) 2000-02-18 2005-05-10 Biosense, Inc. Catheter, method and apparatus for generating an electrical map of a chamber of the heart
US6584345B2 (en) * 2001-03-13 2003-06-24 Biosense, Inc. Apparatus and method for measuring a plurality of electrical signals from the body of a patient
US6635047B2 (en) 2001-08-06 2003-10-21 Scimed Life Systems, Inc. Integrated polymer and braid for intravascular catheters
US6814733B2 (en) 2002-01-31 2004-11-09 Biosense, Inc. Radio frequency pulmonary vein isolation
US6997924B2 (en) 2002-09-17 2006-02-14 Biosense Inc. Laser pulmonary vein isolation
US7156816B2 (en) 2002-11-26 2007-01-02 Biosense, Inc. Ultrasound pulmonary vein isolation
US8185191B1 (en) 2003-12-29 2012-05-22 Michael Evan Shapiro Pulse monitoring and warning system for infants
US8697205B2 (en) 2005-05-17 2014-04-15 St. Jude Medical Ab Elastomeric tube and method of making same
US7536218B2 (en) 2005-07-15 2009-05-19 Biosense Webster, Inc. Hybrid magnetic-based and impedance-based position sensing
US7756576B2 (en) 2005-08-26 2010-07-13 Biosense Webster, Inc. Position sensing and detection of skin impedance
JP4779793B2 (ja) * 2006-05-01 2011-09-28 株式会社デンソー Ａｄ変換装置及び電子制御装置
JP4289413B2 (ja) 2007-03-26 2009-07-01 株式会社デンソー 生体情報測定装置
KR101127341B1 (ko) * 2010-07-16 2012-03-29 엘에스산전 주식회사 아날로그 입력모듈의 과전압 보호장치
US8478383B2 (en) 2010-12-14 2013-07-02 Biosense Webster (Israel), Ltd. Probe tracking using multiple tracking methods
DK2707096T3 (en) 2011-05-13 2018-12-03 Saluda Medical Pty Ltd DEVICE FOR MEASURING NEURAL RESPONSE
WO2012167096A2 (en) 2011-06-03 2012-12-06 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Conformable actively multiplexed high-density surface electrode array for brain interfacing
US8676012B2 (en) 2012-01-20 2014-03-18 Corning Cable Systems Llc Fiber optic cable for very-short-distance networks
US20160038657A1 (en) 2013-03-15 2016-02-11 Raymond Lareau Medical devices having surface modifiers
CN105338892B (zh) * 2013-04-16 2017-12-19 阿利弗克公司 用于十二导联ecg的双电极装置和方法
US9615760B2 (en) 2013-06-17 2017-04-11 Biosense Webster (Israel), Ltd. Multiple bipolar sampling

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4467813A (en) * 1982-05-04 1984-08-28 Cardiac Resuscitator Corporation Biological signal source amplifier
US5579764A (en) * 1993-01-08 1996-12-03 Goldreyer; Bruce N. Method and apparatus for spatially specific electrophysiological sensing in a catheter with an enlarged ablating electrode
US5792203A (en) * 1997-08-18 1998-08-11 Sulzer Intermedics Inc. Universal programmable cardiac stimulation device
US6295473B1 (en) * 1999-04-16 2001-09-25 Medtronic, Inc. Digital delay line receiver for use with an implantable medical device
CN1381091A (zh) * 2000-03-28 2002-11-20 皇家菲利浦电子有限公司 用于功率放大器的动态偏置升压电路
US20050203368A1 (en) * 2002-06-26 2005-09-15 Vitali Verin Catheterization method and system
US20050075672A1 (en) * 2003-10-06 2005-04-07 Rottenberg William B. Cardiac Stimulation Apparatus With Multiple Input Sense Amplifiers
CN101384214A (zh) * 2006-02-15 2009-03-11 诺和检测有限公司 用于无线生成标准ecg导联的系统和方法及其ecg传感单元
US20160008062A1 (en) * 2006-06-28 2016-01-14 Kardium Inc. Apparatus and method for intra-cardiac mapping and ablation
CN101453945A (zh) * 2006-06-30 2009-06-10 英特尔公司 利用具有软件控制的ac响应的单个复用放大器通道对多个信号进行放大的方法和设备
CN101129258A (zh) * 2007-07-13 2008-02-27 深圳迪美泰数字医学技术有限公司 用于临床或非临床生物信号记录的纯数字医用放大器
CN102488509A (zh) * 2011-11-14 2012-06-13 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 一种生物电信号采集装置及方法
CN103565432A (zh) * 2012-07-23 2014-02-12 韦伯斯特生物官能(以色列)有限公司 用于多刺状物探针的图形界面
CN103356183A (zh) * 2013-07-05 2013-10-23 中国科学院深圳先进技术研究院 心电图采集平台
CN104799846A (zh) * 2015-05-12 2015-07-29 孙英贤 一种用于无线心电监护信号传输的转换装置及转换方法
CN105615869A (zh) * 2015-12-31 2016-06-01 武汉明德生物科技股份有限公司 十二导心电信号采集装置
CN105769179A (zh) * 2016-04-29 2016-07-20 上海夏先机电科技发展有限公司 一种便携式十二导联心电信号同步采集装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110623656A (zh) * 2018-06-25 2019-12-31 韦伯斯特生物官能(以色列)有限公司 通过主动断开未使用的连接来改善多路复用系统中的信号质量

Also Published As

Publication number Publication date
US10863914B2 (en) 2020-12-15
JP7058979B2 (ja) 2022-04-25
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