CN116847786A - 跨过电绝缘屏障耦合电信号 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于通过电绝缘屏障(130)在介入装置(110)和控制单元(120)之间耦合电信号的系统。该系统包括连接器(140)。连接器(140)的装置连接器部分(140')包括至少一个发射器(160)，其发射表示i)换能器信号和5ii)用于换能器信号的同步信号的电信号。换能器信号产生于介入装置(110)的远侧部分(110”)处，同步信号产生于介入装置的远侧部分(110”)处或装置连接器部分(140')内。连接器(140)的控制单元连接器部分(140”)或控制单元(120)接收电信号，从电信号中提取换能器信号和10同步信号，并使用同步信号对换能器信号执行时序校正。

Description

跨过电绝缘屏障耦合电信号

技术领域

本公开涉及一种用于通过电绝缘屏障在介入装置和控制单元之间耦合电信号的系统。该系统一般应用于医疗领域。

背景技术

比如血管内超声“IVUS”成像导管和功能测量导管之类的介入装置通常被用于对患者执行医疗操作。这些装置可包括传感器、致动器和能量输送装置，且通常被联接到控制单元，该控制单元生成和/或处理与介入装置相关的电信号。通常，在介入装置和控制单元之间设置有连接器，以便使介入装置可以与控制单元联接或分离。

通常，通过在患者身上布置手术帘布来执行介入操作，该手术帘布具有位于介入装置进入身体的插入点上方的开口。手术帘布通常覆盖患者和病床，从而在帘布上方的无菌区和帘布下方的非无菌区之间形成屏障。

在这种布置结构中，重要的是介入装置的在医疗操作期间可能被医护人员接触到的部分保持无菌。在这方面，将介入装置的无菌连接器联接到控制单元的动作可能具有挑战性，因为控制单元，尤其是连接器的附接到控制单元的匹配部分，通常位于非无菌区。因此，将介入装置的无菌连接器联接到控制单元的动作通常由非无菌的护士来执行，这给工作流程带来了挑战。

文献WO2020/193720A1涉及一种通过柔性屏障提供连接的连接器。该连接器包括至少一个装置垫和至少一个着陆垫。装置垫被布置成接近着陆垫，以通过柔性屏障实现非接触式连接，以在彼此之间发射和/或接收数据和/或电力。装置垫和着陆垫被配置为相互附接和/或对齐。

然而，通过电绝缘屏障(如手术帘布)在介入装置和控制单元之间耦合电信号仍有改进的空间。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种用于通过电绝缘屏障在介入装置和控制单元之间耦合电信号的系统。该系统包括连接器，该连接器包括装置连接器部分和控制单元连接器部分。装置连接器部分被配置为与介入装置的近侧部分电联接。控制单元连接器部分被配置为与控制单元电联接。装置连接器部分和控制单元连接器部分被配置为跨过电绝缘屏障相互联接。装置连接器部分包括至少一个发射器，其被配置为发射表示i)换能器信号和ii)用于换能器信号的同步信号的电信号，换能器信号产生于介入装置的远侧部分处(例如，来自传感器/换能器的测量值信号，该测量值可表示来自解剖学结构的超声反射、体液的流速、体液的压力中的至少一种)，同步信号产生于介入装置的远侧部分处(例如在专用集成电路ASIC处)或装置连接器部分内。控制单元连接器部分包括至少一个接收器，其被配置成在控制单元连接器部分和装置连接器部分跨过电绝缘屏障相互联接时接收电信号。控制单元连接器部分或控制单元被配置为接收该电信号，并从该电信号中提取换能器信号和同步信号，以及基于同步信号对换能器信号执行时序校正。在一些实施例中，介入装置的远侧部分可以是远端，而在一些进一步的附加或替代性的实施例中，介入装置的近侧部分可以是近端。

根据另一方面，提供了一种与该系统的操作相对应的方法。通过电绝缘屏障在介入装置和控制单元之间耦合电信号的该方法包括：

使连接器的装置连接器部分与介入装置的近侧部分电联接；

使连接器的控制单元连接器部分与控制单元电联接；

使装置连接器部分和控制单元连接器部分跨过电绝缘屏障相互联接；

从装置连接器部分发射电信号，并在控制单元连接器部分处接收电信号，其中电信号表示i)换能器信号和ii)用于换能器信号的同步信号，换能器信号产生于介入装置的远侧部分处，同步信号产生于介入装置的远侧部分处或装置连接器部分内；

在控制单元连接器部分或控制单元处从电信号中提取换能器信号和同步信号，以及

基于同步信号对换能器信号执行时序校正。

任何系统实施例都可具有相应的方法实施例，在此设想到这一点，然而，为简洁起见，不再单独详述方法实施例，因为它们在很多情况下会导致描述中的段落重复。

本公开的另外的方面、特征和优点将从下面参照附图对实施例的描述中变得明显。

附图说明

图1是根据本公开的一些方面的包括介入装置110、电绝缘屏障130和用于通过电绝缘屏障130在介入装置110和控制单元120之间耦合电信号的连接器140的布置结构的示例的示意图。

图2是根据本公开的一些方面的包括用于通过电绝缘屏障130在介入装置110和控制单元120之间耦合电信号的连接器140的系统的第一示例的示意图。

图3是根据本公开的一些方面的包括用于通过电绝缘屏障130在介入装置110和控制单元120之间耦合电信号的连接器140的系统的第二示例的示意图。

图4是根据本公开的一些方面的包括用于通过电绝缘屏障130在介入装置110和控制单元120之间耦合电信号的连接器140的系统的第三示例的示意图。

具体实施方式

将参照以下描述和附图提供本公开的示例。在本描述中，出于解释的目的，阐述了一些实施例的许多具体细节。说明书中提到的“示例”、“实施方式”或类似语言是指与该示例相关地描述的特征、结构或特性至少被包括在该示例内。还应理解的是，与一个示例相关地描述的特征也可用于另一示例中，且为简洁起见，不必在每个示例中重复所有的特征。

在以下描述中，将提到一种用于通过电绝缘屏障在介入装置和控制单元之间耦合电信号的系统。这里提到的是IVUS成像装置，其用作介入装置的示例。IVUS成像装置的一个示例是可从Philips Medical Systems(Best，The Netherlands)获得的导管。不过，该装置仅被用作示例，且应理解的是，该系统也可与其他类型的IVUS成像装置一起使用，以及与常规的介入装置一起使用。例如，该系统还可与比如血管内血流测量装置、体内跟踪系统等介入装置一起使用。血管内血流测量装置的示例是可从Philips MedicalSystems(Best，The Netherlands)获得的FloWire。FloWire是一种使用多普勒超声来测量脉管系统内的血流的导丝。替代性地或除超声成像和/或血管内血流测量外，介入装置还可被配置为提供来自解剖学结构(如血管)的压力信号。其中介入装置的相同的一个或多个换能器元件被配置为与体液界接，以提供体液(例如血管中的血液)的同步或交错压力测量、超声成像和/或体液流速测量值的实施例公开于2020年7月24日提交的欧洲专利申请第20187645.5号中，该申请通过引用整体地并入本文。所提及的这些实施例受益于本发明，其中从电信号中提取换能器信号和同步信号，随后基于同步信号对换能器信号执行时序校正。

在本描述中还提到了电绝缘屏障。在一些示例中，电绝缘屏障由手术帘布来提供。手术帘布被用于在介入操作的无菌区和非无菌区之间形成无菌屏障。手术帘布可由各种纺织和无纺织材料制成。手术帘布中通常使用的材料的非导电性能通常会使手术帘布提供电绝缘屏障。用于此类手术帘布的材料通常会产生柔性电绝缘屏障。例如，手术帘布可包括一个或多个由比如聚酯、聚丙烯、聚乙烯之类的聚合物形成的无纺织层。此外或替代性地，手术帘布还可包括由比如纤维素、非纤维素、合成纤维或动物纤维之类的一种或多种类型的纤维形成的纺织材料。然而，该系统的使用并不局限于这些示例，还设想到使用包括提供电绝缘屏障的其他材料的手术帘布。

还应指出的是，在一些示例中，装置连接器部分和控制单元连接器部分可以在没有电绝缘屏障的情况下相互联接。因此，该连接器可应用在介入装置和常规的控制单元之间的电信号耦合中。

如上所述，通常通过在患者身上布置手术帘布来执行介入操作，该手术帘布具有位于介入装置进入身体的插入点上方的开口。手术帘布通常覆盖患者和病床，从而在帘布上方的无菌区和帘布下方的非无菌区之间形成屏障。在介入操作中使用的介入装置通常包括传感器、致动器和能量输送装置，并且通常与控制单元联接，控制单元生成和/或处理与介入装置相关的电信号。通常，在介入装置和控制单元之间设有连接器，以便介入装置可与控制单元联接和分离。在这种操作期间，重要的是保持无菌区的无菌性。在这方面，将通常位于无菌区的介入装置连接器部分与通常位于非无菌区的控制单元连接器部分联接的动作可能具有挑战性。

图1是根据本公开的一些方面的包括介入装置110、电绝缘屏障130和用于通过电绝缘屏障130在介入装置110和控制单元120之间耦合电信号的连接器140的布置结构的示例的示意图。图1所示的布置结构可被用于介入操作，例如IVUS成像操作。在IVUS成像操作中，患者躺在图1中的病床上，在X射线引导下将导丝插入其脉管系统中。导丝通过身体上的小切口插入患者体内，IVUS成像装置110在导丝上平移，以便在脉管系统内执行IVUS成像操作。为了符合此类操作的严格的无菌性要求，在患者身上布置有手术帘布130。手术帘布130具有开口，该开口用于将导丝和IVUS成像装置插入体内。手术帘布130用作电绝缘屏障，且基本上覆盖了病床，包括床栏。

在图1的布置结构中，连接器140被设置成用于通过电绝缘屏障130在IVUS成像装置110和控制单元120之间耦合电信号。IVUS成像装置的控制单元120通常被称为患者接口模块“PIM”。PIM通常与床栏联接，或位于病床上且靠近患者，但PIM也可以替代性地位于其他位置。在图1所示的示例布置结构中，控制单元120(即PIM)被设置于病床的床脚处。

关于连接器140的更多细节参照图2来提供，图2是根据本公开的一些方面的包括用于通过电绝缘屏障130在介入装置110和控制单元120之间耦合电信号的连接器140的系统的第一示例的示意图。

在图2所示的系统中，连接器140包括装置连接器部分140'和控制单元连接器部分140”。装置连接器部分140'被配置为与介入装置110的近端110'电联接。例如，装置连接器部分140'可包括一个或多个电触点和/或一个或多个电导体，以用于将装置连接器部分140'电联接到介入装置110的近端110'。控制单元连接器部分140”被配置为与控制单元120电联接。例如，控制单元连接器部分140”可包括一个或多个电触点和/或一个或多个电导体，以用于将控制单元连接器部分140”电联接到控制单元120。

图1和图2中所示的装置连接器部分140'和控制单元连接器部分140”被配置为跨过电绝缘屏障130相互联接。在这方面，在一些示例中，设想到控制单元连接器部分140”和装置连接器部分140'可以通过磁力和/或通过机械固定装置跨过电绝缘屏障130相互联接。

应指出的是，装置连接器部分140'和控制单元连接器部分140”的相对表面(电信号被发射跨过这些相对表面)通常是电绝缘的，使得发射器和接收器之间没有电接触。因此，电绝缘屏障与发射器和接收器之间通常没有电接触，或者在没有任何电绝缘屏障的情况下，发射器和接收器之间确实没有电接触。这可以改善对连接器进行消毒的安全性和/或能力。

在一些示例中，连接器140的各部分使用磁力联接在一起。在这些示例中，控制单元连接器部分140”和装置连接器部分140'中的每一个可包括具有相反极性的磁体。在这些示例中，磁体的相反极性使控制单元连接器部分140”和装置连接器部分140'跨过电绝缘屏障彼此接近。

在一些示例中，连接器140的各部分使用机械固定装置联接在一起。在这些示例中，控制单元连接器部分140”和/或装置连接器部分140'可包括机械固定装置，例如闩锁、摩擦插座或卡扣连接器等，以同样地保持控制单元连接器部分140”和装置连接器部分140'跨过电绝缘屏障彼此接近。在一些示例中，设想到控制单元连接器部分140”和装置连接器部分140'可通过装置连接器部分140'的形状和控制单元连接器部分140”的相应形状跨过电绝缘屏障130相互联接。例如，连接器的一个部分140'、140”可包括圆形垫，连接器的另一个部分可包括相应的圆形凹部，圆形垫和圆形凹部的尺寸使得当该垫跨过电绝缘屏障130而被压入该凹部内时，控制单元连接器部分140”和装置连接器部分140'通过摩擦力跨过电绝缘屏障保持彼此接近。在本示例中的圆形形状的替代形状也可以以类似的方式使用。

在一些示例中，装置连接器部分140'和控制单元连接器部分140”可以在没有电绝缘屏障的情况下相互联接。如上所述，这也可以使用磁性联接器和/或机械固定装置来实现。在一些示例中，装置连接器部分140'和控制单元连接器部分140”可以在没有电绝缘屏障的情况下或存在电绝缘屏障时相互联接。这可以通过提供具有足够容差的磁性联接器或机械固定装置来实现，以允许在不存在或存在电绝缘屏障的情况下的联接。

在图2中，在该系统的第一示例中，装置连接器部分140'包括至少一个发射器(图2中未示出)。该至少一个发射器被配置为发射表示i)换能器信号和ii)用于换能器信号的同步信号的电信号。这些电信号被作为RF信号来发射。一般来说，设想到使用在5MHz-2000MHz的范围内的RF频率。在一些示例中，设想到使用在10MHz–1000MHz的范围内的RF信号。换能器信号产生于介入装置110的远端110”处，同步信号产生于介入装置的远端110”处或装置连接器部分140'内。控制单元连接器部分140”包括至少一个接收器(图2中未示出)，该接收器被配置为在控制单元连接器部分140”和装置连接器部分140'跨过电绝缘屏障130相互联接时接收电信号。在本示例中，控制单元连接器部分140”或控制单元120被配置为接收电信号，从电信号中提取换能器信号和同步信号，并使用同步信号对换能器信号执行时序校正。图2中未示出发射器和接收器，但下文将参照图3和图4中的示例对其进行描述。

介入装置通常包括位于介入装置110和控制单元120之间的长电缆。例如，联接IVUS成像导管的远端和控制单元(即患者接口模块“PIM”)上的连接器的电缆可具有两米或更长的长度。这包括在IVUS成像导管的远端(其包括用于执行IVUS成像的超声换能器)与IVUS成像导管的近端之间的约九十厘米的长度。IVUS成像导管的近端保持位于体外，且通常包括Y型连接端口，其允许导丝插入IVUS成像导管内。IVUS成像导管包括位于其远端处的超声换能器。超声换能器产生超声信号，随后响应于所产生的超声波信号来检测超声信号，即来自脉管系统内的回波。超声信号根据电子发射脉冲产生，电子发射脉冲使用时钟或定序器电路产生。在现有的IVUS成像系统中，时钟或定序器电路通常位于控制单元中，即PIM中。时钟信号沿着PIM和超声换能器之间的超过两米长的电缆传输，在超声换能器处它们被用于产生超声信号。检测到的超声信号(即回波，其由超声换能器响应于所产生的超声信号而检测到)作为电信号沿着超过两米长的电缆被传送回PIM。在PIM中，对表示检测到的超声信号的电信号施加时序校正。时序校正包括对由不同超声换能器检测到的超声信号施加相位延迟。相对的相位延迟用于聚焦和/或操纵超声换能器对检测到的超声信号的灵敏度。在此过程中，相对的相位延迟被用于控制IVUS图像数据的生成。

本发明者已经确定，IVUS成像换能器元件与其控制单元或PIM之间的电信号路径存在延迟以及波动延迟。延迟有时也被称为时间延迟或相位延迟。这种波动延迟或抖动会降低IVUS图像质量。其他介入装置与其控制单元之间的信号路径也会以类似的方式受到影响。

在本文所述的连接器140中，装置连接器部分140'包括至少一个发射电信号的发射器，而控制单元连接器部分140”包括至少一个接收器。控制单元连接器部分140”或控制单元120从电信号中提取换能器信号和同步信号，并利用同步信号对换能器信号执行时序校正。在连接器140中，由于电信号表示i)换能器信号和ii)用于换能器信号的同步信号两者，换能器信号和同步信号通过相同的信号路径同时发射，因此任何延迟以及信号路径延迟中的任何波动都会以类似的方式影响i)换能器信号和ii)用于换能器信号的同步信号。由于同步信号被用于对换能器信号执行时序校正，而延迟以及延迟中的任何波动都会以类似的方式影响i)换能器信号和ii)用于换能器信号的同步信号，因此延迟和延迟波动的影响被减小，且IVUS图像质量得到改善。

上文参照图1和图2描述的连接器的进一步细节参照图3来提供，图3是根据本公开的一些方面的包括用于通过电绝缘屏障130在介入装置110和控制单元120之间耦合电信号的连接器140的系统的第二示例的示意图。应指出的是，第二示例可包括上文参照图1和图2描述的一个或多个特征。

图3所示的系统包括连接器140，其包括装置连接器部分140'和控制单元连接器部分140”。装置连接器部分140'被配置为与介入装置110的近端110'电联接。控制单元连接器部分140”被配置为与控制单元120电联接。装置连接器部分140'和控制单元连接器部分140”被配置为跨过电绝缘屏障130相互联接。装置连接器部分140'包括至少一个发射器160，其被配置为发射表示i)换能器信号和ii)用于换能器信号的同步信号的电信号，换能器信号产生于介入装置110的远端110”处，同步信号产生于介入装置的远端110”处或装置连接器部分140'内。

图3中所示的至少一个发射器160包括天线，其用于发射表示i)换能器信号和ii)用于换能器信号的同步信号的电信号。至少一个发射器160还可包括放大器(图3中未示出)，用于放大电信号。

控制单元连接器部分140”包括至少一个接收器170，其被配置为在控制单元连接器部分140”和装置连接器部分140'跨过电绝缘屏障130相互联接时接收电信号。至少一个接收器170包括用于接收电信号的天线，还可以包括用于放大所接收到的电信号的放大器(图3中未示出)。

在图3中，控制单元120被配置为接收电信号，从电信号中提取换能器信号和同步信号，并使用同步信号对换能器信号执行时序校正。因此，在示出的示例中，控制单元连接器部分140”可包括天线，电信号通过一个或多个导体从天线发射到控制单元。在下文参照图4描述的另一示例中，控制单元连接器部分140”可被配置为接收电信号，从电信号中提取换能器信号和同步信号，并使用同步信号对换能器信号执行时序校正。相对于控制单元连接器部分140”，在控制单元120中执行此功能允许使用不太复杂的控制单元连接器部分140”。为此，控制单元120或控制单元连接器部分140”可包括检测器电路，例如解调器，或者更具体地说，同步解调器，以用于从电信号中提取换能器信号和同步信号。

在一些示例中，电信号(即换能器信号和同步信号的组合)被频率调制到载波频率上，例如RF 500MHz的载波频率或其他载波频率。在这些示例中，检测器电路可包括FM解调器电路，以用于从RF信号中提取电信号，即换能器信号和同步信号。在其他示例中，可以使用其他类型的调制，因此也可以使用其他类型的相应的解调器电路。例如，可以使用振幅、相位或脉冲编码解调器电路来从电信号中提取换能器信号和同步信号。

在一个示例中，电信号由检测到的IVUS成像信号来提供。检测到的IVUS成像信号是由IVUS成像换能器响应于IVUS成像换能器发射的超声波信号而检测到的。IVUS成像换能器通过载波信号来实现超声信号的发射。载波信号的范围通常在5MHz至50MHz的范围内。检测到的IVUS成像信号表示脉管系统内的超声回波。在本示例中，换能器信号表示超声回波，且换能器信号被固有地调制到载波信号上。在本示例中，电信号，即i)被调制到发射的载波信号上的换能器信号和ii)用于换能器信号的同步信号两者，可由发射器发射。这些电信号可以在没有任何进一步调制的情况下发射。然而，也可以任选地被进一步调制，以提供AM或FM的被发射的电信号。这种进一步调制的好处是降低了装置连接器部分140'和控制单元连接器部分140”之间的间隙变化的敏感性。控制单元120或控制单元连接器部分140”还可包括时序校正电路，用于使用同步信号对换能器信号执行时序校正。时序校正电路可包括移相电路和/或一个或多个延时电路，这些电路被配置为使用同步信号为换能器信号提供相位延迟和/或时间延迟。举例来说，如果介入装置110包括IVUS成像装置，则相位延迟电路可使用同步信号为IVUS成像装置中超声换能器产生的换能器信号引入相对相位延迟，从而在检测超声信号时聚焦和/或操纵超声换能器的灵敏度。

在一些示例中，第二组电信号可在装置连接器部分140'和控制单元连接器部分140”之间发射。在这些示例中，上述电信号包括第一带宽。第二组电信号的第二带宽小于第一带宽。该电信号和第二组电信号可以由同一个发射器160发射，或者第二组电信号可以由另一个发射器发射，例如图3中的装置连接器部分140'中所示的第二发射器210。第二组电信号可表示i)介入装置的状态和/或ii)用于对设置在装置连接器部分上或介入装置上的处理器进行编程的编程数据和/或iii)由设置在介入装置上的温度传感器、心电图传感器或电力传感器生成的测量数据。与表示i)换能器信号和ii)用于换能器信号的同步信号的电信号相比，延迟对第二组电信号的影响可能较不重要。第二组电信号可由至少一个接收器170接收，即由接收该电信号的同一个接收器170接收。替代性地，控制单元连接器部分140”可包括用于接收第二组电信号的第二接收器230。第二接收器230(如果使用)包括用于接收第二组电信号的天线，且还可包括用于放大接收到的第二组电信号的放大器(图3中未示出)。

在一些示例中，可以在控制单元连接器部分140”和装置连接器部分140'之间以电磁方式传输电力。在这些示例中，装置连接器部分140'和控制单元连接器部分140”各自包括线圈220'、220”，用于在控制单元连接器部分140”和装置连接器部分140'之间以电磁方式传输电力。电力可被用于为介入装置110和/或装置连接器部分140'中的电路供电。在这些示例中，装置连接器部分140'还可包括与装置连接器部分140'的线圈220'联接的至少一个整流器，用于对由线圈220'从控制单元连接器部分140'的线圈220”接收到的电磁信号进行整流。该至少一个整流器可被包括在用于调节被传输的电力的电力调节电路中，例如全波或半波整流器电路和/或降压或升压转换器电路。

图4是根据本公开的一些方面的包括用于通过电绝缘屏障130在介入装置110和控制单元120之间耦合电信号的连接器140的系统的第三示例的示意图。图4中用与图3相同的参考数字来标识的特征指的是相应的特征。应指出的是，第三示例可包括上文参照图3描述的一个或多个特征。图4所示的系统与图3所示的系统的不同之处在于，图4中的至少一个发射器160还包括调制器电路180。调制器电路180被配置成使用换能器信号和同步信号来产生电信号。如上文关于检测器电路所述的，调制器电路可采用频率调制、振幅调制、脉冲编码调制或其他类型的调制。因此，在一些示例中，调制器电路对换能器信号和同步信号进行频率调制而调制到载波频率上，例如500MHz的RF载波频率或其他载波频率，以产生电信号。在这些示例中，调制器电路180可包括压控振荡器。在一些示例中，同步信号可被用于调制压控振荡器的基频，且换能器信号可被用于调制基频。在这些示例中，检测器电路可包括FM解调器电路，用于从电信号中提取换能器信号和同步信号。在其他示例中，可以使用其他类型的调制器电路来产生电信号，例如振幅、相位或脉冲编码调制器电路。

如上文关于图3所述的，在一些示例中，控制单元连接器部分140”中的接收器170包括检测器电路和时序校正电路。这些在图4中被分别示为可选的特征190和200。这些特征可以替代性地设置在控制单元120中。检测器电路190被配置成从电信号中提取换能器信号和同步信号。时序校正电路200被配置成通过使用同步信号来调整换能器信号的时序而对换能器信号执行时序校正。

在一些示例中，时钟电路被设置成用于生成同步信号。时钟电路可被设置在介入装置110上，优选地尽可能靠近换能器，或者被设置在装置连接器部分140'内。与将时钟电路包括在控制单元内相比，将时钟电路包括在介入装置110上或装置连接器部分140'内有助于进一步降低延迟波动的影响，并进一步改善IVUS图像质量。这是因为来自时钟电路的时钟信号在其到达超声换能器(在此处被转换为超声脉冲)之前，沿着电导体行进较短的距离，因此受到相位噪声或抖动(例如，由于外部干扰或振幅噪声与电导体的有限带宽相结合而产生的)的影响较小。在这些示例中，调制器电路180可以与时钟电路位于同一位置，或者时钟电路可设置在介入装置110上，优选地尽可能靠近换能器，而调制器电路180可设置在装置连接器部分140'内。前者提供了相对较高的图像质量，因为同步信号和换能器信号带来更为相似的电气路径，但在IVUS成像装置的远端处的有限可用空间内使时钟电路和调制器电路位于同一位置会带来额外的复杂性。

因此，在一些示例中，时钟电路被设置在介入装置的远端处，而调制器电路180被设置在装置连接器部分(140')内。在这些示例中，调制器电路180接收换能器信号和同步信号，它们在表示检测到的IVUS成像信号的情况下可作为组合信号来接收，且调制器电路180使用换能器信号和同步信号来生成电信号。调制器电路180与至少一个发射器160电联接，以便使用至少一个发射器160发射电信号。

在其他示例中，时钟电路位于装置连接器部分140'内。在这些示例中，时钟电路被配置为生成同步信号，且时钟电路与使用同步信号来生成电信号的至少一个发射器160电联接。时钟电路可被用于同步介入装置110的远端110”处的电气操作的时序。例如，时钟电路可被用于同步由介入装置实现的超声信号的生成。时钟电路可分别被联接到发射器160和介入装置110的远端，或者时钟电路可通过介入装置的远端被联接到发射器160。因此，在一些示例中，装置连接器部分140'与介入装置110的近端110'电联接；时钟电路通过介入装置110的近端110'并通过介入装置110的远端110”与使用同步信号来生成电信号的至少一个发射器160电联接，以便进一步同步介入装置110的远端110”处的电气操作的时序；或者时钟电路被电联接到使用同步信号来生成电信号的至少一个发射器160，并通过介入装置110的近端110'被电联接到介入装置110的远端110”，以便进一步同步介入装置110远端110”处的电气操作的时序。

参照图4所述的系统还可包括上文参照图3、图2或图1所述的一个或多个特征。例如，可在装置连接器部分140'和控制单元连接器部分140”之间发射第二组电信号。此外或替代性地，可以在控制单元连接器部分140”和装置连接器部分140'之间以电磁方式传输电力。因此，如图4所示，连接器还可包括以下中的一个或多个：第二发射器210、第二接收器230，且装置连接器部分140'和控制单元连接器部分140”可各自包括线圈220'、220”。

如上所述，参考附图中描述的系统可与各种类型的介入装置一起使用。在一个示例中，介入装置110包括血管内超声(IVUS)成像装置，其中同步信号包括用于利用IVUS成像装置生成超声脉冲的时序信号，且换能器信号表示由IVUS成像装置响应于生成的超声脉冲而生成的超声反射测量值。在另一个示例中，介入装置110包括血管内超声血流测量装置，其被配置为基于反射的超声信号来确定血流测量值，该反射的超声信号是由血管内超声血流测量装置响应于被发射的超声信号而检测到的，其中同步信号包括用于生成被发射的超声脉冲的时序信号，且换能器信号表示检测到的超声信号。这些系统同样可以与其他类型的介入装置一起使用，如体内跟踪系统等。体内跟踪系统通常基于以下中的一项或多项的测量值：电磁、超声和介质阻抗跟踪信号。

一个或多个处理器可被配置为执行本发明中所公开的功能。一个或多个处理器的物理位置和与相应的功能相关联的结构部件有关。例如，当控制单元连接器部分(140”)被配置为从电信号中提取换能器信号和同步信号，并基于同步信号对换能器信号执行时序校正时，则执行这些功能的处理器实际上位于控制单元连接器部分内。

上述示例应被理解为本公开的例示说明性示例，而非限制性示例。还设想到另外的示例。例如，与一个示例系统相关地描述的特征可以以相应的方式在另一个示例系统中实施。因此，应理解的是，与任何一个示例相关地描述的特征可以单独使用，或者与其他描述的特征结合使用，且还可以与另一个示例的一个或多个特征结合使用，或与其他示例的组合结合使用。此外，在不脱离本发明的范围的情况下，也可以采用上文未描述的等同方案和修改，本发明的范围在随附的权利要求中限定。在权利要求中，“包括”一词并不排除其他要素或操作，且不定冠词“一”或“一个”也不排除多个。在相互不同的从属权利要求中记载了一些特征的事实并不表明这些特征的组合不能用来发挥优势。权利要求中的任何附图标记都不应被理解为对其范围的限制。

Claims (15)

1.一种用于通过电绝缘屏障(130)在介入装置(110)和控制单元(120)之间耦合电信号的系统，所述系统包括：

连接器(140)，其包括装置连接器部分(140')和控制单元连接器部分(140”)；

其中，所述装置连接器部分(140')被配置为与所述介入装置(110)的近侧部分(110')电联接；

其中，所述控制单元连接器部分(140”)被配置为与所述控制单元(120)电联接；

其中，所述装置连接器部分(140')和所述控制单元连接器部分(140”)被配置为跨过所述电绝缘屏障(130)相互联接；

其中，所述装置连接器部分(140')包括至少一个发射器(160)，其被配置为发射表示i)换能器信号和ii)用于所述换能器信号的同步信号的电信号，所述换能器信号在所述介入装置(110)的远侧部分(110”)处产生，所述同步信号在所述介入装置的远侧部分(110”)处或所述装置连接器部分(140')内产生；

其中，所述控制单元连接器部分(140”)包括至少一个接收器(170)，其被配置为在所述控制单元连接器部分(140”)和所述装置连接器部分(140')跨过所述电绝缘屏障(130)相互联接时接收所述电信号；以及

其中，所述控制单元连接器部分(140”)或所述控制单元(120)被配置为从所述电信号中提取所述换能器信号和所述同步信号，并基于所述同步信号对所述换能器信号执行时序校正。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个发射器(160)包括调制器电路(180)，其被配置为使用所述换能器信号和所述同步信号来生成所述电信号。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统还包括所述介入装置(110)、被配置为生成所述同步信号的时钟电路以及调制器电路(180)；

其中，所述时钟电路被设置在所述介入装置的远侧部分处，所述调制器电路(180)被设置在所述装置连接器部分(140')内；

其中，所述调制器电路(180)接收所述换能器信号和所述同步信号，所述调制器电路(180)被配置为使用所述换能器信号和所述同步信号来生成所述电信号；以及

其中，所述调制器电路(180)与所述至少一个发射器(160)电联接，以便使用所述至少一个发射器(160)发射所述电信号。

4.根据权利要求2或3所述的系统，其中，所述调制器电路(180)包括压控振荡器。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述装置连接器部分(140')包括被配置为产生所述同步信号的时钟电路，并且所述时钟电路被电联接到使用所述同步信号来生成所述电信号的所述至少一个发射器(160)。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述系统还包括所述介入装置(110)，且所述装置连接器部分(110')被电联接到所述介入装置(110)的所述近侧部分(110')；以及

其中，所述时钟电路通过所述介入装置(110)的所述近侧部分(110')并通过所述介入装置(110)的所述远侧部分(110”)与使用所述同步信号来生成所述电信号的所述至少一个发射器(160)电联接，以便进一步同步所述介入装置(110)的所述远侧部分(110”)处的电气操作的时序；或者

其中，所述时钟电路与使用所述同步信号来生成所述电信号的所述至少一个发射器(160)电联接，并通过所述介入装置(110)的所述近侧部分(110')与所述介入装置(110)的所述远侧部分(110”)电联接，以便进一步同步所述介入装置(110)的所述远侧部分(110”)处的电气操作的时序。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制单元连接器部分或所述控制单元包括检测器电路(190)和时序校正电路(200)；

其中，所述检测器电路(190)被配置为从所述电信号中提取所述换能器信号和所述同步信号；以及

其中，所述时序校正电路(200)被配置为通过使用所述同步信号来调整所述换能器信号的时序而对所述换能器信号执行时序校正。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电信号包括第一带宽，并且所述至少一个发射器(160，210)被进一步配置为发射具有第二带宽的第二组电信号，所述第二带宽小于所述第一带宽；以及

其中，所述第二组电信号表示i)所述介入装置(110)的状态和/或ii)用于对设置在所述装置连接器部分(140')上或所述介入装置(110)上的处理器进行编程的编程数据和/或iii)由设置在所述介入装置(110)上的温度传感器或心电图传感器或电力传感器生成的测量数据。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述装置连接器部分(140')和所述控制单元连接器部分(140”)各自包括用于在所述控制单元连接器部分(140”)和所述装置连接器部分(140')之间以电磁方式传输电力的线圈(220'，220”)。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述装置连接器部分(140')还包括至少一个整流器，所述至少一个整流器被联接到所述装置连接器部分(140')的所述线圈(220')，以用于对由所述线圈(220')从所述控制单元连接器部分(140”)的所述线圈(220”)接收到的电磁信号进行整流。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述介入装置(110)包括血管内超声IVUS成像装置，其中所述同步信号包括用于利用所述IVUS成像装置生成超声脉冲的时序信号，并且所述换能器信号表示由所述IVUS成像装置响应于生成的所述超声脉冲而生成的超声反射测量值；或者

其中，所述介入装置(110)包括血管内超声血流测量装置，其被配置为基于反射的超声信号来确定血流测量值，所述反射的超声信号是由所述血管内超声血流测量装置响应于被发射的超声信号而检测到的，且所述同步信号包括用于生成被发射的所述超声脉冲的时序信号，其中所述换能器信号表示检测到的所述超声信号。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个发射器(160)包括用于发射所述电信号的至少一个天线；且所述至少一个接收器(170)包括用于接收被发射的所述电信号的至少一个相应的天线。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制单元连接器部分(140”)和所述装置连接器部分(140')被配置为通过磁力和/或通过机械固定装置跨过所述电绝缘屏障(130)相互联接。

14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述装置连接器部分(140')和所述控制单元连接器部分(140”)被配置为通过所述装置连接器部分(140')的形状和所述控制单元连接器部分(140”)的相应形状跨过所述电绝缘屏障(130)相互联接。

15.一种通过电绝缘屏障(130)在介入装置(110)和控制单元(120)之间耦合电信号的方法，所述方法包括：

将连接器(140)的装置连接器部分(140')与所述介入装置(110)的近侧部分(110')电联接；

将所述连接器(140)的控制单元连接器部分(140”)与所述控制单元(120)电联接；

将所述装置连接器部分(140')和所述控制单元连接器部分(140”)跨过所述电绝缘屏障(130)相互联接；

从所述装置连接器部分(140')发射电信号，并在所述控制单元连接器部分(140”)处接收所述电信号，其中所述电信号表示i)换能器信号和ii)用于所述换能器信号的同步信号，所述换能器信号产生于所述介入装置(110)的远侧部分(110”)处，所述同步信号产生于所述介入装置的远侧部分(110”)处或所述装置连接器部分(140')内；

在所述控制单元连接器部分(140”)或所述控制单元(120)处从所述电信号中提取所述换能器信号和所述同步信号，以及

基于所述同步信号对所述换能器信号执行时序校正。