DE69207296T2

DE69207296T2 - Steuerung für intravaskuläres Kathetersystem

Info

Publication number: DE69207296T2
Application number: DE69207296T
Authority: DE
Inventors: Eric Rex Moore; James Brian Sullivan
Original assignee: Theratek International Inc
Current assignee: Dow Corning Enterprises Inc
Priority date: 1991-07-22
Filing date: 1992-07-15
Publication date: 1996-08-29
Anticipated expiration: 2012-07-16
Also published as: US5423740A; DE69207296D1; JPH05184679A; EP0524764B1; US5336167A; EP0524764A1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für ein intravaskuläres Kathetersystem und insbesondere solch ein System zur Steuerung und Überwachung des Betriebs von Motoren, die beim Betrieb des Katheters verwendet werden.
Während eines Atherektomieverfahrens unter Verwendung eines rotierenden Katheters ist es oft notwendig und wünschenswert, den Katheter durch ein Gefäß entlang eines Führungsdrahtes zu führen, der wiederum durch das Zentrum des Katheters und teilweise durch das Lumen des Gefäßes zu winden. Weiterhin ist es wünschenswert, das Katheterrohr in dem Gefäß nach der Atherektomie zu belassen, um das Rein und Rauswinden des Führungsdrahtes in oder aus dem Katheterrohr zu ermöglichen; weiterhin ist es wünschenswert, das Katheterrohr an seinem Ort zu belassen, ohne es aus dem Gefäß zu entfernen, um von einem Atherektomiekatheter auf eine diagnostische Vorrichtung oder einen Ballonkatheter zu wechseln. Unglücklicherweise können konventionelle rotierende Katheter, die keinen Führungsdraht aufweisen, nicht für einen solchen Austausch verwendet werden, da sie massiv sind und daher keine einfachen Mittel existieren, um die erwünschte Austauschfunktion bereitzustellen.
Ein Ansatz für konventionelle Vorrichtungen wird in US-PS- 4,696,667 (Masch) gefunden, die einen intravaskulären Katheter einschließlich eines flexiblen Führungsdrahtes offenbart, der innerhalb einer flexiblen hohlen röhrenförmigen Antriebseinrichtung angeordnet ist. Die röhrenförmige Antriebseinrichtung ist ursprünglich mit einem Bearbeitungskopf am distalen Ende der Röhre verbunden und wird am proximalen Ende der Röhre durch eine Antriebseinrichtung angetrieben. Die Antriebseinrichtung setzt sich aus einer Reihe von Zahnrädern zusammen, die in das röhrenförmige Antriebsteil eingreifen und dieses drehen. Das röhrenförmige Antriebsteil ist stationär und kann nicht entfernt werden.
Ein weiteres Beispiel ist US-PS-4,747,406 (Nash), welches einen flexiblen langgestreckten röhrenförmigen Katheter offenbart, mit einem Werkzeug, das bei relativ hohen Geschwindig keiten, z.B. 20.000 Umdrehungen pro Minute, rotiert und am distalen Ende des Katheters angeordnet ist. Das verwendete Werkzeug weist eine zentrale Öffnung auf und wird mittels einer Hohldrahtantriebswelle rotiert.
Bei anderen Kathetern des "Kensey" Typs stimmt ein zentraler Durchgang der Antriebswelle mit der zentralen Öffnung des Schneidwerkzeugs überein, um einen konventionellen Führungsdraht aufnehmen zu können. Daher, obwohl der Katheter entlang des Führungsdrahtes während des Fräsbetriebs hereingeschoben werden kann, kann die Antriebseinrichtung nicht entfernt werden.
Ein spezielles Problem, auf das sich die intravaskuläre Therapie gerichtet hat, ist eine akute Lungenthrombose, ein lebensgefährdender Zustand, der schwierig zu diagnostizieren und zu behandeln ist. Akute Thrombosen können in vielen Bereichen des vaskulären Systems auftreten, was einen verringerten hemodynamischen Fluß und potentielle Probleme für den Patienten bewirkt. Obwohl gegenwärtig Techniken zur Behandlung von Thrombosen existieren, besitzt jede Nachteile, die diese über die Maßen zeitraubend und riskant bei begrenzter Wirksamkeit machen.
Verschiedene Medikamententherapien sind für die Behandlung von Thromben vorgeschlagen worden, z.B. Blutverdünner, wie z.B. Streptokenase, Urokinase und Gewebeplasminogenaktivator (TPA) die als geeignet befunden worden sind, Thromben im Patienten zu verringern. Ein Nachteil dieses Ansatzes ist aber, daß diese Medikamente langsam wirkende Reagenzien sind, was bei akuten Bedingungen, wie z.B Lungenthrombosen, bedeutet, daß die Patienten nicht lange genug leben, damit das Medikament wirken kann. Obwohl bei erhöhten Dosen die Ergebnisse im gewissen Umfang schneller auftreten, wird das Auftreten von inneren Blutungen zu einem negativen Faktor.
Chirurgische Entfernung von Thromben befallenen Gefäßen ist ebenfalls durchgeführt worden, aber diese Vorgehensweise ist wesentlich invasiver als eine Medikamententherapie. Darüber hinaus sind bestimmte Bereiche des Körpers bei dieser Vorgehensweise gefährdeter, was das Patientenrisiko weiter erhöht. Eine Ballontechnik ist bei bestimmten Thromben befallenen Gefäßen, z.B. in den unteren Extremitäten, angewendet worden. In den Beinen wird ein entleerter Ballon über den erwünschten Behandlungsbereich hindurchgeführt, dann aufgeblasen und zurückgezogen, wodurch Trümmer zusammen mit dem Ballon hochgezogen werden. Ein Nachteil dieser Technik ist die Gefahr, daß nichtentfernte Thrombusteile stromaufwärts fließen und sich in dem Gefäßlumen niederlassen.
Ein "Kensey" Typ eines Rekanalisierungskatheters ist ebenfalls für diese Verwendung bei einem interventionellen Ansatz, um die Thrombose zu behandeln, untersucht worden; es wurde z.B. ein 8 F Katheter von den Doktoren Kensey und Nash entwickelt. Obwohl festgestellt wurde, daß solche Vorrichtungen zur Thrombenentfernung in der Lage sind, haben sie keine diagnostische Fähigkeiten und sind schwierig an die korrekte Stelle zu manövrieren. Weiterhin hat die freie Spitze des Katheters das Potential, ein Trauma in enganliegenden Stellen zu bewirken.
In der Vergangenheit, wenn Ärzte sowohl eine rotierende Kathetervorrichtung al 5 auch eine Fluidverteileinrichtung al 5 Einzeleinheit betreiben mußten, dann war es notwendig, zwei voneinander getrennte und unabhängige Steuerungen zu betreiben. Mit anderen Worten, eine bestimmte Motorsteuerung wurde verwendet, um die Geschwindigkeit der Rotation der Katheterspitze zu steuern und eine davon getrennte Fluidsteuerung, wurde verwendet, um die Menge der abgegebenen Flüssigkeit zu steuern, und die beiden Steuerungen kommunizierten miteinander über ein davon getrenntes Interface. Der Betreiber eines solchen dualen Systems mußte sehr gut ausgebildet sein, um beide Systeme richtig zu überwachen. Weiterhin, da das Fluidsteuerungssystem ein Steuerungssystem für allgemeine Zwecke ist, stellt es bestimmte Funktionen bereit, die für eine Fluideinspritzkathetervorrichtung mit rotierender Spritze nicht benötigt werden. Somit ist das resultierende System wesentlich komplexer als tatsächlich benötigt und entsprechend teurer als nötig.
Beispiel für Kathetermotoren und Motorsteuerungssysteme nach dem Stand der Technik umfassen das von E.T.I. Norland Corporation, Fort Atkinson, Wisconsin, unter der Teilenummer TWI hergestellte System. Beispiele von Fluidsteuerungssystemen nach dem Stand der Technik umfassen die im US-PS-4,854,324 im Namen von Alan D. Hirschman et al. und mit dem Titel "Processor Controlled Angiographic Injector Device"; US-PS-4&sub3;812,724 im Namen von Alois A. Langer et al. mit dem Titel "Injector Control"; US-PS-4,024,864 im Namen von Gomer L. Davies et al. mit dem Titel "Injector With Overspeed Protector"; US-PS-3,701,345 im Namen von Marlin S. Heilman et al. mit dem Titel "Angiographic Injector Equipment" und US-PS-3,623,474 im Namen von Marlin S. Heilman mit dem Titel "Angiographic Injection Equipment" gezeigten Systeme.
Dementsprechend verbleibt nach wie vor die Notwendigkeit für ein interventionelles Instrument, das in den Körper perkutan eintritt und zu einer selektiven Diagnose in der Lage ist, wenn es sich ausreichend nah zu einem betroffenen Bereich des vaskulären Systems befindet, insbesondere für solch ein System, das in der Lage ist, eine akute Thrombose zu untersuchen und zu behandeln.
Es besteht ebenfalls weiterhin die Notwendigkeit für einen rotierenden intravaskulären Katheter, der ein entfembares Antriebssystem aufweist, das es ermöglicht, einen Katheter an Ort und Stelle im Lumen eines Gefäßes zu belassen, so daß eine Antriebseinrichtung und der Führungsdraht austauschbar durch das Zentrum des Katheters geführt werden können.
Es besteht ebenfalls weiterhin die Notwendigkeit für ein verbessertes kombiniertes Regelsystem für den Drehmotor und die Fluidinfusion für Katheter mit rotierenden Spitzen, das von einem einzelnen Bediener während einer intravaskulären Operation wirkungsvoll bedient werden kann.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein intravaskuläres Kathetersystem mit einem Katheterteil mit einer rotierenden Spitze, die an einer flexiblen rotierenden Welle angebracht ist, und einer Fluidbahn, die einen Fluidfluß in Richtung der rotierenden Spitze erlaubt. Zusätzlich wird eine Einrichtung für Steuerung der Fluidinjektion in die Fluidbahn und danach der Wellenrotation bereitgestellt. Die Steuereinrichtung überwacht sowohl die rotierende Welle als auch den Fluidfluß und unterbricht sowohl die Wellenrotation als auch den Fluidfluß, wenn sie einen Fehler bezüglich entweder der Wellenrotation oder des Fluidflusses feststellt.
Die Erfindung kann unter Bezugnahme der beigefügten Zeichnungen, die eine oder mehrere bevorzugte Ausführungsformen illustrieren, besser verstanden werden, wobei:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Katheters entsprechen der Erfindung ist, worin die lösbare Verbindung der Antriebseinrichtung mit dem Arbeitskopf wie auch das bevorzugte schnelle Trennsystem zwischen dem Antriebskabel und den Einrichtungen zur Rotation des Antriebskabels gezeigt ist;
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht des Arbeitskopfes ist, worin die lösbare Verbindung zwischen der Schneidspitze und dem Antriebskabel dieser Erfindung gezeigt ist;
Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht des torsionsübertragenden distalen Endes des Antriebskabels ist, das dafür angepaßt ist, um die Schneidspitze dieser Erfindung zu rotieren;
Fig. 4 eine Vorderansicht der Schneidspitze ist, wobei die Antriebseinrichtung in den zentralen Durchgang der vorliegenden Erfindung eingesetzt ist;
Fig. 5 eine externe Ansicht der bevorzugten Spiralwicklung ist, die das Antriebskabel umgibt;
Fig. 6 eine Schnittansicht des in Fig. 1 gezeigten Katheters ist mit der Ausnahme, daß die Antriebseinrichtung durch einen Führungsdraht ersetzt worden ist, der sich durch den zentralen Durchgang dieser Erfindung erstreckt;
Fig. 7 eine externe perspektivische Ansicht eines Thrombectomiekatheters ist, der insbesondere die Antriebseinrichtung und die Infusionsöffnungen dieser Erfindung zeigt;
Fig. 8 eine vergrößerte Ansicht des distalen Endes der in Fig. 7 gezeigten Katheterummantelung ist, wobei die ummantelte Spitze und die Infusionsöffnungen in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Detail gezeigt sind;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht des Steuersystems zur Steuerung des Kathetermotors und des Fluidinjektormotors zeigt, die miteinander gekoppelt sind, um den Betrieb des in Fig. 1 gezeigten Katheters zu steuern;
Fig. 10 die Bedientafel des in Fig. 9 gezeigten Systems darstellt;
Fig. 11 ein Blockschaltbild des Steuersystems in Fig. 9 zeigt;
Fig. 12 in erster Linie in Blockformat ein detaillierteres Schaltbild der beiden Prozessoren und der damit verbundenen Schaltkreise zeigt, die verwendet werden, um den Kathetermotor und den Fluidinjektormotor zu steuern;
Fig. 13 die Fußschalterschaltung zeigt;
Fig. 14 die Überwachungsschaltung für die Richtung mit der der Fluidmotor läuft, zeigt und
Fig. 15 in erster Linie in Form eines Blockschaltbildes die Kathetermotortreiberschaltung zeigt.
Bezugnehmend auf die Fig. 1 bis 2 enthält ein intravaskularer Katheter, der im allgemeinen mit 10 bezeichnet ist, eine langgestreckte flexible Umhüllung 12 mit gegenüberliegenden proximalen 14 und distalen 16 Enden, die einen zentralen Durchgang 18 definiert, der sich zwischen den Enden erstreckt und diese miteinander verbindet. Ein Arbeitskopf, der im allgemeinen mit bezeichnet ist, ist am distalen Ende 16 der Umhüllung 12 angeordnet und enthält vorzugsweise Lagerungseinrichtungen 22, um eine rotierbare Spitze 24 an dem Arbeitskopf abzustützen. Ein flexibles Antriebskabel 26 erstreckt sich durch den zentralen Durchgang 18 und weist einen Antriebsteil 28 auf, das lösbar mit dem Arbeitskopf 20 verbunden ist und ein Antriebsteil 30, das antreibend mit einer Quelle zur Erzeugung einer Drehbewegung hoher Geschwindigkeit verbunden ist. Das Kabel 26 kann aus dem zentralen Durchgang 18 der Umhüllung 12 entfernt werden, sobald der Antriebsteil 28 von dem Arbeitskopf 20 getrennt worden ist.
Bezugnehmend auf die Fig. 1 bis 6 wird eine trennbare Kupplung bereitgestellt, vorzugsweise ein Luer-Lock-Mechanismus 34, um das Antreibsteil 28 des Kabels 26 von dem Arbeitskopf 20 trennbar anzukoppel oder abzukoppeln. Insbesondere enthält der schnell trennbare Kupplungsmechanismus 34 weiterhin ein männliches Teil 36, das in ein weibliches Teil 38 eingreift, wobei sowohl das männliche Teil 36 als auch das weibliche Teil 38 Bestandteile der Umhüllung 12 sind. Der Schnelltrennmechanismus 34 arbeitet als eine Drehkupplung, die es ermöglicht, die Umhüllung an der Kupplung 34 abzutrennen und die Antriebseinrichtung zu entfernen und durch einen Führungsdraht 40, wie in Fig. 6 gezeigt, zu ersetzen. Wie in Fig. 2 gezeigt, bewegt sich die Spitze 24 gemeinsam mit dem Arbeitskopf 20, weil die Lagerbuchse 22 im Preßsitz in den zentralen Durchgang 18 eingepaßt ist. Die Spitze 24 weist einen zentralen Führungsweg 42 auf, der alternativ das Antriebsende 28 des Kabels 26 braucht, um die Spitze zu rotieren, und ermöglicht, wenn das Kabel aus dem zentralen Durchgang entfernt worden ist, den Führungsdraht durch den Führungsweg 42 hindurchzuführen (Fig. 6).
Bezugnehmend auf Fig. 5 ist das Antriebskabel 26 vorzugsweise aus einem flexiblen massiven Draht hergestellt, der wie in Fig. 1 und 6 gezeigt sich durch den zentralen Durchgang zwi -schen dem proximalen 14 und distalen 16 Ende der Umhüllung 12 erstreckte Das Antriebsende 30, das an die Antriebsquelle angekoppelt ist, enthält weiterhin einen Teil 43 mit vergrößertem Durchmesser, der im Preßsitz in eine Verengung 44, die in dem zentralen Durchgang 18 benachbart zu dem proximalen Ende 14 der Umhüllung 12 ausgebildet ist, eingepaßt ist. Ein Anschlag 46 wird an dem Antriebsende 30 bereitgestellt, um die axiale Bewegung des Kabels zu begrenzen, wobei der Anschlag 46 an einem proximalen Vorsprung 48 und einem distalen Vorsprung 50 eines aufgeweiteten Zentrierungsteils 52 anliegt und das dem proximalen Ende 14 der Umhüllung 12 benachbart ist.
Weiterhin bezugnehmend auf die Fig. 1 und 6 bis 7 versorgt eine Quelle für eine einspritzbare Flüssigkeit den zentralen Durchgang 18 der Umhüllung 12 über eine Einlaßöffnung 54 mit einer radiopaken Flüssigkeit. Die Einlaßöffnung 54 ist mit einem Gehäuse 56 verbunden, das ein Injektionsrohr 58 mit einem Lumen 60 (gezeigt mit gestrichelten Linien) aufnimmt, das sich zu einer Einlaßöffnung 62 öffnet, die wiederum zu der Verengung 44 des zentralen Durchgangs 18 führt. Die durch den Kanal 62 eingespritzte radiopake Flüssigkeit wandert in Richtung des distalen Endes 16 der Umhüllung 12 durch den zentralen Durchgang 18 und tritt aus den Infusionsöffnungen 31 für große Volumina in das Lumen des Gefäßes aus. Es wird darauf hingewiesen, daß zusätzliche Infusion von Flüssigkeit durch Einsickern durch verschieden artikulierte Oberflächen des Arbeitskopfes 20 auftreten kann. Ein solcher Strömungsweg ist aber im Vergleich mit der wesentlich größeren Infusionskapazität, die durch die Öffnungen 31 erreicht wird, wesentlich stärker beschränkt. Das Antriebskabel 26 ist aus einem Draht mit kleinem Durchmesser hergestellt und ist weiterhin von einer langgestreckten, helikal gewundenen Wicklung 64 umgeben, die die Form einer Drahtwicklung, die das Kabel 26 umgibt, annimmt. Die helikale Wicklung 64 verhindert, daß das Kabel 26 bei der Rotation in reibenden Kontakt mit dem vergleichsweise weicherem Plastikmaterial der Ummantelung 12 tritt, insbesondere, wenn die Ummantelung gebogen wird, was häufig bei der Anpassung an den gewundenen Weg eines Gefäßlumens auftritt. Die helikal gewundene Wicklung 64 kann zusammen mit dem Antriebskabel als ein einziges Bauteil aus der Umhüllung 12 entfernt werden. Der aufgeweitete Teil 30 des Antriebskabels 26, der im Betrieb benachbart zum proximalen Ende 14 der Umhüllung 12 angeordnet ist, ist an die Antriebswelle 66 gekoppelt, die durch eine entsprechende Quelle für die Drehbewegung angetrieben wird.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 4 weist der Antriebsstift 28 des Kabels 26 ein Futter 68 auf, das einen Vorsprung 70 aufweist, an dem das Ende einer Welle 72 anliegt, die einstükkig mit der Spitze 24 verbunden ist. Wie vorhergehend erwähnt, erstreckt sich die Lagerhülse 22 in den zentralen Durchgang am distalen Ende 16 der Ummantelung 12. Die Lagerbuchse 22 schnappt axial am distalen Ende der Ummantelung 12 aufgrund von Verriegelungshaken, die in eine entsprechende Nut 76 eingreifen ein, die an der inneren Oberfläche 78 der Ummantelung 12 ausgebildet ist. Eine Führungshülse 80 erstreckt sich proximal vom Haken 74 zum Zentrum des Futters 68 und liegt an der Lagerbuchse 22 an. Das Futter 68 weist eine interne Passung 82 auf, in die das Antriebskabel 26 eingeschweißt ist. Die Lagerbuchse 22 enthält eine umlaufende Nut 84. Der Antriebsstift 28 des Kabels 26 hat ein angespitztes Ende 88, das sich teilweise in den Führungsweg 42 der Spitze 24 erstreckt. Der Antriebsstift 28 weist einen irregulären, vorzugsweise rechtwinkligen Querschnitt auf, der an den Führungsweg 42 angepaßt ist, so daß der Antriebsstift 28 des Kabels 26 die Drehbewegung auf den Führungsweg 42 überträgt, um die Spitze 24 mit hoher Geschwindigkeit zu drehen.
Fig. 4 zeigt die Spitze 24 in größerem Detail mit einem Paar abgeflachter halbkugelförmiger Seiten 90, die ein Paar bogenförmiger Schneidkanten 92 definieren, die zentral im Führungsweg 42 zusammenlaufen. Wie angenommen werden kann, verbleibt nach wie vor ein relativ begrenzter Strömungsweg durch Sickerung von eingespritzter Flüssigkeit durch den Führungsweg über Öffnungen zwischen benachbarten gegliederten Oberflächen, wie durch Nr. 94 verdeutlicht.
Bezugnehmend auf die Fig. 6 bis 7 wird eine bevorzugte Ausführungsform des Katheters 10 gezeigt, der speziell zur Diagnose und Behandlung von lebensbedrohenden akuten Lungenthrombosen entwickelt worden ist. Die Umhüllung 12 ist insbesondere geeignet für die gewundenen Verzweigungen der Lunge; es ist aber ebenfalls auf andere vaskuläre Thrombosen anpaßbar. Die Spitze 24 fungiert als Hochgeschwindigkeitsrotationsimpeller und hat eine abgerundete Form, die von einem Verstärkungsrand umgeben ist, der an dem Arbeitskopf 20 einer 8 F flexiblen Katheterummantelung 12 befestigt ist. In diesem Zusammenhang dient die Spitze 24 dazu, den Thrombus zu homogenisieren. Der Verstärkungsrand 96 hat eine Vielzahl von relativ breiten länglichen Schlitzen 98, obwohl kreisförmige oder runde Öffnungen (nicht gezeigt) verwendet werden können. Der Verstärkungsrand 96, der dazu entwickelt worden ist, um ein glattes Äußeres für das Gefäßlumen bereitzustellen, besteht aus relativ dünnem Metall mit glatten Kanten, der das Gefäßgewebe vor der Spitze schützt und im Vergleich mit den oben erwähnten Strukturen nach dem Stand der Technik eine Verletzung der Gefäßwand verhindert. Ein Führungsdraht (nicht gezeigt) kann verwendet werden, um den Katheter durch das Lumen zu führen, wie oben unter Bezugnahme auf die anderen Figuren erläutert ist.
Flüssigkeit wird durch die Öffnungen 31 vorzugsweise mittels manueller Verabreichung injiziert (siehe weiter unten), wobei das Antriebskabel 26 entfernt wurde, um einen ungehinderten Fluß durch den zentralen Durchgang, wie in Fig. 6 gezeigt, zu ermöglichen. Wo höhere Zuführgeschwindigkeiten benötigt werden, z.B. größer als 10-60 ml pro Minute, kann ein spezielles Einspritzrohr mit der Ummantelung 12 über einen standardisierten Luer-Anschluß statt des proximalen Segments der Ummantelung 12 angekoppelt werden.
Die Erfinder haben mittels Untersuchungen an simulierten Gefäßen mit Thromben, z.B. unter Verwendung von Speisegelatine festgestellt, daß eine geringfügige Durchdringung der Spitze 24 am distalen Ende über den Verstärkungsrand 96 hinaus wünschenswert ist, um den Thrombus in die Impellerspitze 24 "hereinzuziehen" und schnell aufzubrechen, wobei dies als eine Kombination einer Pumpe und eines Mixers wirkt. Ein kleinerer 8 F-Einführkatheter ist für eine subkuntane Einbringung in das Gefäß durch eine entsprechend kleinere Einstichstelle angemessen, wodurch jegliche Notwendigkeit für einen größeren Führungskatheter eliminiert wird. Ein Paar von Öffnungen 31 kann lateral gegenüberliegend, d.h. 180º voneinander entfernt, zu einem anderen Paar von lateral gegenüberliegenden Öffnungen angeordnet sein, die ihrerseits proximal und um 90º zu dem ersten Paar an Öffnungen 31 versetzt angeordnet sind. Obwohl das in Bezug auf die Fig. 9-15 (weiter unten) beschriebene Einspritzsystem typischerweise für Thrombectomieverfahren angemessen ist, die periphere Gefäße bei nicht lebensbedrohenden Situationen betreffen, ist eine höhere Volumengeschwindigkeit bei der Auflösung von Lungenthromben notwendig, insbesondere in den mittel- bis -großen Verzweigungen, wo eine manuelle Injektion in die Röhre 58 durch die Öffnung 54 mit Geschwindigkeiten von 1-20 ml pro Sekunde benötigt wird, in Abhängigkeit der Röntgenstrahlungssensitivität.
Unter Bezugnahme nun auf Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht des Steuersystems 100 zur Steuerung des Kathetermotorsystems 102 und Fluideinspritzsystems 104, die miteinander gekoppelt sind, um den Betriebskatheter 10 zu steuern, in Fig. 9 gezeigt. Das Steuerungssystem 100 wird bei der Atherectomie und einigen Anwendungen zur Auflösung von Thromben verwendet. Das Steuersystem steuert und treibt insbesondere die Rotation der Spitze 24 an und stellt einen geregelten Flüssigkeitsfluß durch den Kanal 94 (Fig. 4 des Katheters 10) bereit. Das Kathetermotorsystem 102 ist in der Lage, die Spitze 24 mit einer Geschwindigkeit von bis zu 100.000 Umdrehungen pro Minute zu rotieren, und das Fluideinspritzsystem 104 regelt die Fließgeschwindigkeit des durch den Katheter fließenden Fluids, wobei dieses Fluid u.a. zur Kühlung und Schmierung der Spitze 24 verwendet wird. Zusätzlich beinhaltet das System 100 ein Stromversorgungsmodul 106, Fußschalter 108, einen Ständer 110, der dazu verwendet wird, das Kathetermotorsystem 102 zu halten, ein Fluideinspritzsystem 104 und eine Reihe von Kabel i12, die das Stromversorgungsmodul 106 mit dem Fußschalter 108 dem Kathetermotorsystem 102 und dem System 104 verbinden.
Es wird darauf hingewiesen, daß für die meisten Indikationen der Fluidinjektor 104 zur Infusion von peripheren Gefäßen, selbst bei Thrombolysen, ausreichend ist; eine manuelle Einspritzung mit höheren Geschwindigkeiten als die durch den Injektor 104 bereitgestellten ist bei manchen Anwendungen notwendig, bei denen die Zuführgeschwindigkeit für das Überleben des Patienten kritisch ist. Solche Situationen umfaßt die Auflösung von Lungenthromben, insbesondere in mittel bis großen Verzweigungen.
Das Stromversorgungsmodul 106 stellt eine niedrige Gleichspannung für das Kathetermotorsystem 102, das Fluidinjektorsystem 104 und den Fußschalter 108 bereit. Modul 106 umfaßt einen Ausschalter 114, um die Wechselspannung, die dem Stromversorgungsmodul 106 bereitgestellt wird, abzuschalten.
Das Fluidinjektorsystem 104 ist dazu ausgerichtet, um bei Drücken bis 10,3 x 10&sup5; Pascal (150 Psi) betrieben zu werden, und die Fließgeschwindigkeit des Fluids ist von 10-60 ml pro Minute in Schritten von 5 ml pro Minute einstellbar. Eine Systemschalttafel 116, die in Fig. 10 im Detail gezeigt ist, ist als Abdeckung des Fluidkontrollsystems 104 angeordnet und kann von einem Operateur verwendet werden, um sowohl die Geschwindigkeit der rotierenden Spitze 24 und des Fluidflusses durch den Katheter 10 zu steuern. Schalttafel 116 wird im Detail hiernach in bezug auf Fig. 10 beschrieben. Das Fluidkontrollsystem 104 enthält ebenfalls einen Knopf 118, um die Fließgeschwindigkeit, die durch den Kolben der in dem System 104 mit eingeschlossenen Spritze 120 erzeugt wird, manuell zu steuern, der ansonsten durch einen elektrischen Motor gesteuert wird.
Das Kathetermotorsystem 102 umfaßt den Kathetermotor und eine Motorsteuereinheit hierfür. Der Motor ist ein zweipoliger bürstenloser Dreiphasen-Gleichstrommotor, der durch eine Steuereinheit in Stufen von 5.000 UpM bis bis zu einem Maximum von 100.000 UpM steuerbar ist. Das Kathetermotorsystem 102 enthält ebenfalls einen Lüfter (nicht gezeigt) und eine Kontrollampe 122, die bei einer niedrigen Geschwindigkeit, wenn der Motor zum Betrieb bereit ist, und bei einer höheren Geschwindigkeit, wenn der Motor betrieben wird, aufleuchtet. Das Kathetermotorsystem 102 kann von Harowe Servo Controls, Inc., West Chester, Pennsylvania, unter der Teilenummer B1110H1495 für den Motor und unter der Teilenummer CNT3605F001 für die angeschlossene Motorsteuereinheit erworben werden.
Der Fußschalter 108 ist ein zweipoliger Schalter, der, wenn er heruntergedrückt wird, sowohl das Kathetermotorsystem 102 und das Fluidinjektorsystem 104 in Betrieb setzt. Wenn der Fußschalter 108 anfänglich heruntergedrückt wird, wird zuerst das Fluidinjektorsystem 104 und ungefähr 2-4 Sek. später der Motor in dem Kathetermotorsystem 102 in Betrieb gesetzt. Diese Verzögerung stellt sicher, daß das Fluid vor der Inbetriebnahme des Kathetermotors fließt, so daß die Spitze 24 nicht beschädigt wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 10 ist die Schalttafel 116 gezeigt. Die mit Armed/Injecting bezeichnete Lampe 124 leuchtet auf sobald Fußschalter 108 gedrückt wird. Die Fluidskala 126 gibt die Fluidmenge an, die in der Spritze 120 verbleibt. Der verbleibende Teil der Tafel 126 ist in drei Bereiche aufgeteilt, der Injektorsteuerungsbereich 128, der Motorsteuerungsbereich 130 und der zusätzliche Steuerungsbereich 132. Der Injektorsteuerungsbereich 128 umfaßt eine zweiziffrige Anzeige 134, die die programmierte Flußgeschwindigkeit in Milliliter pro Minute (ml/Min.) anzeigt. Die Flußgeschwindigkeit wird durch Drücken einer der Tasten 136 oder 138, die jeweils die Flußgeschwindigkeit erhöhen (Taste 136) oder erniedrigen (Taste 138), programmiert. Zwei zusätzliche Tasten, Entleertaste 140 und Fülltaste 142, werden verwendet, um entweder die Spritze 120 zu entleeren oder zu füllen. Wenn die Entleertaste 140 gedrückt und gehalten wird, bewegt sich der Kolben der Spritze 120 vorwärts und jegliche Flüssigkeit in der Spritze 120 wird ausgestoßen, und wenn die Entleertaste 140 freigelassen wird, wird der Kolben angehalten. Eine Klappe 144, die die Lagerung der Spritze 120 ermöglicht (in Fig. 9 gezeigt), muß geschlossen sein, um den Betrieb der Entleertaste 140 zu erlauben. Wenn die Fülltaste 142 gedrückt wird, bewegt sich der Kolben der Spritze 120 rückwärts und die Spritze 120 wird gefüllt. Die Fülltaste 142 ist aktiv, unabhängig davon, ob die Klappe 144 offen oder geschlossen ist. Der Kolben der Spritze 120 muß vollständig zurückgezogen werden, damit die Spritze 120 entfernt werden kann. Ein Injektormotor und eine daran angeschlossene Steuerung (weiter unten beschrieben) steuert die Bewegung des Kolbens der Spritze 120.
Zusätzlich umfaßt Injektorsystem 128 drei Lampen, eine Lampe 146 zur Anzeige eines niedrigen Flüssigkeitsstandes, eine Lampe 148 zur Anzeige eines Minimalflüssigkeitsstandes und eine Lampe 150 zur Anzeige der Druckgrenze. Die Lampe 146 zur Anzeige eines niedrigen Flüssigkeitsstandes leuchtet auf, wenn die Menge an Flüssigkeit in der Spritze 120 die 30 ml Menge erreicht und die Lampe 148 zur Anzeige eines minimalen Flüssigkeitsstandes leuchtet auf, wenn die Menge der Flüssigkeit in der Spritze 120 die 5 ml Menge erreicht. Die Lampe 150 zur Anzeige der Druckgrenze leuchtet auf, wenn der Druck des Fluidinjektorsystems 104 10,34 x 10&sup5; Pascal (150 Psi) erreicht, während die Flüssigkeit eingespritzt wird. Wenn der Grenzdruck erreicht wird, schaltet sich das System automatisch ab. Für jede der Lampen 146, 148 und 150 kann ein Signaltongeber (nicht gezeigt) angesteuert werden, um eine weitere Warnung bereitzustellen.
Der Motorsteuerungsbereich 130 wird verwendet, um die Geschwindigkeit des Kathetermotorsystems 102 zu steuern und umfaßt eine dreiziffrige Anzeige 152, ein Paar von Tasten 154 und 156 und eine Geschwindigkeitswarnlampe 158. Anzeige 152 zeigt die programmierte oder gewünschte Geschwindigkeit des Kathetermotors des Kathetermotorsystems 102 (in 1.000 UpM) , wie durch die Tasten 154 und 156 festgesetzt, an. Insbesondere wird, um die programmierte Geschwindigkeit des Motors in dem Kathetermotorsystem 102, wie durch Anzeige 152 angezeigt, zu erhöhen, die Taste 154 gedrückt, und um die Geschwindigkeit des Motors im Kathetermotorsystem 102, wie durch die Anzeige 152 angezeigt, zu erniedrigen, die Taste 156 gedrückt. Falls die tatsächliche Motorgeschwindigkeit des Kathetermotorsystems 102 um mehr als 5.000 UpM länger als 1 1/2 Sek. abweicht, leuchtet Lampe 158 auf, um dadurch einen Fehlerzustand der Geschwindigkeit anzuzeigen. Danach reduziert das Steuersystem die Geschwindigkeit des Motors in dem Kathetermotorsystem 102 automatisch auf Null.
Der zusätzliche Steuerungsbereich 132 umfaßt drei Tasten, eine Niedrig/Hoch-Taste 160, eine Bereittaste 162 und eine Stoptaste 164 und zwei Druckanzeigelampen, eine "Niedrig"-Anzeigelampe 166 und eine "Hoch"-Anzeigelampe 168. Die "Niedrig/- Hoch"-Taste 160 wird verwendet, um zwischen dem niedrigen und hohen Grenzdruck des Flüssigkeitinjektorsystems 104 hin und her zu springen. Falls nur ein einzelner Grenzdruck verwendet wird, kann sowohl der niedrige als auch der hohe Grenzdruck auf denselben Wert festgesetzt werden oder die "Niedrig/Hoch"- Taste 160 kann desaktiviert werden. Die Bereittaste 162 wird gedrückt, um das Fluidinjektorsystem 104 zu aktivieren, und wenn das System 104 aktiviert ist, sind die Entleertaste 140 und die Fülltaste 142 inaktiviert worden und die Bereit/Injektionslampe 124 blinkt. Der Fußschalter 108 kann freigelassen werden, falls es erwünscht ist, das Kathetermotorsystem 104 anzuhalten. Sobald die Stromversorgung zum Kathetermotorsystem 102 unterbrochen wird, wird das Fluidinjektorsystem 104 angehalten und desaktiviert und das Kathetermotorsystem 102, und die Fließgeschwindigkeit des Fluidinjektorsystems 104 behalten ihre Einstellungen. Weiterhin erlischt die Bereit/Injektionslampe und die Entleer- und Fülltasten werden reaktiviert. Alternativ kann die Stoptaste 164 gedrückt werden, um das Kathetermotorsystem 102 anzuhalten und dies hebt den gedrückten Fußschalter 108 auf. Wenn die Stoptaste 164 zurückgestellt wird, kehren das Kathetermotorsystem 102 und das Fluidinjektorsystem 104 zu den Grundeinstellungen zurück.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 11 ist ein elektrisches Blockschaltbild des Systems 100 gezeigt. In Fig. 11 wurden dieselben numerischen Zuordnungen für Komponenten verwendet, die mit den in der Fig. 9 gezeigten übereinstimmen. Wie vorhergehend mit Bezug auf Fig. 9 bemerkt, sind die Hauptkomponenten des Systems das Kathetermotorsystem 102, das Fluidinjektorsystem 104, das Stromversorgungsmodul 106 und der Fußschalter 108. Wie weiterhin aus Fig. 11 ersichtlich, umfaßt das Kathetermotorsystem 102 eine Kathetermotorsteuerung 170 und einen Kathetermotor 172. Der Kathetermotor 172 kann ein im Handel erhältlicher bürstenloser, zweipoliger, Dreiphasen-Gleichstrommotor sein. Der Kathetermotor 172 kann zusätzlich einen Lüfter (nicht gezeigt) und eine Anzeigevorrichtung für die bereits abgelaufene Zeit (nicht gezeigt) enthalten und stellt kodierte Signale zur Verfügung, die die tatsächliche Geschwindigkeit des Motors 172 angeben. Die Motorsteuerung 170 kann ebenfalls eine im Handel erhältliche Pulsweiten-modulierte Steuerung für einen bürstenlosen Motor sein, die eine Steuerausgabe von Null bis 100.000 UpM bereitstellt.
Das Fluidinjektorsystem 104 umfaßt die vorhergehend unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschriebene Bedientafel 116 und den Injektormotor 176, der angeschlossen werden kann, um den Kolben jeder im Handel erhältlichen 130 ml Spritze mit einem entsprechenden Innendurchmesser des Zylinders zu bewegen. Eine Kodierscheibe 174 ist an der Welle 175 angebracht, um Signale zur Feststellung der tatsächlichen Geschwindigkeit und Richtung des Injektormotors 176 bereitzustellen. Zusätzlich umfaßt das Fluidinjektorsystem einen Hauptprozessor 178 und einen Geschwindigkeitsprozessor 180, die zusammen den Gesamtbetrieb des Systems 100 steuern, wie im Detail hiernach beschrieben wird. Weiterhin wird eine Injektormotorsteuerung 182 im Fluidinjektorsystem 104 bereitgestellt, um entsprechende Pulsweiten-modulierte und andere Steuerungssignale bereitzustellen, um die Geschwindigkeit und Richtung des Injektormotors 176 zu steuern. Im allgemeinen werden die beiden Prozessoren und deren zugeordnete Schaltkreise detaillierter in Fig. 12 gezeigt und die Injektormotorsteuerung 182 wird in Fig. 15 gezeigt. Zusätzlich versorgt Stromversorgungsmodul 106 jeden der anderen der in Fig. 11 beschriebenen Blöcke mit Spannung. Es kann entsprechende Spannungsregler zur Umwandlung der normalen Netzspannung (z.B. 120 Volt Wechselspannung) zu den verschiedenen, innerhalb des Systems 100 benötigten Spannungen umfassen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 12 regelt der Hauptprozessor 178 im allgemeinen die meisten Funktionen des Systems 100 und der Geschwindigkeitsprozessor 180 überwacht im allgemeinen die Geschwindigkeit des Kathetermotors 172. Der Hauptprozessor kann eine Motorola 68705U3 Mikrosteuerung mit 112 Bytes RAM, 3776 Bytes EPROM, drei I/O Ports, bezeichnet mit A, B und C und einen Eingabeport, bezeichnet mit D, sein. Die folgenden Signalzuordnungen für die vier Ports des Hauptprozessors 178 werden vorgenommen.
Port A, 0-7 Bits: Nur zur Ausgabe konfiguriert. Port A wird als Datenbus 184 verwendet, um 8 Bits paralleler Daten zu anderen Komponenten zu senden. Zusätzlich werden Leitungen 0 und 1 verwendet, um serielle Daten zu den Anzeigen 134 und 152 auf der Bedienstafel 116 zu senden, wobei Zuleitung 0 das Datensignal und Leitung 1 das Taktsignal übermitteln.
Port B: Leitungen 0-2 und 7 sind für die Ausgabe konfiguriert und Leitung 3-6 sind für die Eingabe konfiguriert. Insbesondere sind die Leitungen 0-5 an die verschiedenen Tasten der Bedientafel 116 gekoppelt, wobei die Leitungen 0-2 eine Reihe selektieren und die Leitungen 3-5 die Spalte der selektierten Reihe lesen.
Leitung 6, mit HISPDER bezeichnet, deutet, wenn der Pegel hoch ist, auf einen Fehler des Kathetermotors 172 hin. Dieses Signal wird ebenfalls im Handshake-Betrieb verwendet.
Leitung 7, mit /HISPDEN bezeichnet, wird verwendet, um den Kathetermotor 172 zu aktivieren und zu desaktivieren. Wenn der Pegel des Signals hoch ist, wird der Kathetermotor 172 desaktiviert und, wenn der Pegel des Signals niedrig ist, wird der Kathetermotor 172 aktiviert.
Port C: Leitungen 0-5 sind für die Ausgabe konfiguriert und Leitungen 6 und 7 sind für die Eingabe konfiguriert. Insbesondere ist Leitung 0, die mit LATCHEN bezeichnet ist, angeschlossen, um Latch 186 zu aktivieren, der ebenfalls auf die Datenbus 184-Signale von Port A anspricht, wenn der Pegel von LATCHEN niedrig wird, erscheinen dann die Daten auf dem Datenbus 184 an den acht Outputs des Latch 186. Diese Outputs werden dann Folgesignale, die wie angegeben, bereitgestellt werden, um die dargestellten Funktionen zu ermöglichen:
BEEPER bewirkt einen hörbaren Warnton;
/REV, wenn der Pegel niedrig ist, deutet darauf hin, daß der Injektormotor 176 in umgekehrter Richtung betrieben wird;
RUN, wenn der Pegel hoch ist, deutet darauf hin, daß der Injektormotor 176 in der Vorwärtsrichtung betrieben wird;
LIGHT bewirkt, daß die Bereit/Injektionslampe 124 erleuchtet werden soll;
PRESS LIM bewirkt, daß die Grenzdrucklampe 150 erleuchtet werden soll;
SPDERR bewirkt, daß die Geschwindigkeitsfehleranzeigelampe 158 erleuchtet werden soll;
NOFLO bewirkt, daß die Mindestflüssigkeitsanzeigelampe 148 erleuchtet werden soll und
LOFLO bewirkt, daß die Niedrigflüssigkeitsanzeigelampe 146 erleuchtet werden soll.
Leitung 1, die mit WOOG bezeichnet ist, it ein Signal, das wenigstens alle 1,2 Sek. während des ordnungsgemäßen Betriebs bereitgestellt wird. Es wird verwendet, um einen monostabilen Multivibrator zur Zeitüberwachung oder den stabilen Schaltkreis 188 vor seiner 1,2 Sek.-Auszeit hin und her zu schalten.
Leitung 2, die mit SELDA1 bezeichnet ist, wird an dem Latch Enable (LE) Einlaß des Digitalanalogumwandlers (DAC) 190 des Kathetermotors bereitgestellt. Wenn der Pegel des SELDA1-Signals niedrig ist, liest der Kathetermotor DAC 190 die hierfür bereitgestellten Daten des Datenbusses 184. Das SELDA1-Signal und die Signale des Datenbus 184 werden in ähnlicher Art und Weise für den Geschwindigkeitsprozessor 180 bereitgestellt.
Die mit ENDISD bezeichnete Leitung 3 wird verwendet, um die Anzeigentreiber innerhalb der Bedientafel 116 zu aktivieren, um die seriellen Informationen über Datenbus-Leitungen 0 und 1 aufzunehmen.
Die mit SYSINHIBIT bezeichnete Leitung 4 setzt, wenn der Pegel des Signals hoch ist, die Anzeigen, Output Latch 186 und die Injektormotorrelays, die in Fig. 15 gezeigt sind, zurück.
Die mit SELDA2 bezeichnete Leitung 5 wird an dem Line Enable (LE) Einlaß des Digitalanalogumwandlers 192 des Injektormotors bereitsgestellt.
Die mit PRSFST bezeichnete Leitung 6 legt, wenn der Pegel des Signals hoch ist, fest, daß das Injektorsystem 104 seinen Grenzdruck erreicht hat.
Die mit PRSSLO bezeichnete Linie 7 legt, wenn der Pegel des Signals hoch ist, fest, daß das Injektorsystem für mindestens eine Sekunde lang unter Grenzdruck gewesen ist.
Port D weist lediglich Input-Leitungen auf. Insbesondere die mit PHASEB bezeichnete Leitung 0 wird verwendet, um den Zustand des Kanals A von der Kodierscheibe 174 festzulegen.
Die mit PHASEA bezeichnete Leitung 1 wird verwendet, um den Zustand des Kanals B von der Kodierscheibe 174 festzulegen.
Die mit LOLIM bezeichnete Leitung 2 legt, wenn der Pegel des Signals niedrig ist, fest, daß der Kolben der Fluidinjektorspritze 120 die Niedrigfluidgrenze von 30 ml verbleibenden Fluids in der Spritze 120 erreicht hat.
Die mit FOOT bezeichnete Leitung 3 legt, wenn der Pegel des Signals hoch ist, fest, daß der Fußschalter betätigt worden ist.
Die mit DOOR bezeichnete Leitung 4 legt, wenn der Pegel des Signals hoch ist, fest, daß die Klappe 144 für die Spritze offen ist.
Die mit FWDLIM bezeichnete Leitung 5 legt, wenn der Pagel des Signals niedrig ist, fest, daß der Kolben der Spritze 120 den vorderen Grenzschalter erreicht hat, was bedeutet, daß die Spritze leer ist.
Die mit EDGE bezeichnete Leitung 6 bewirkt eine Unterbrechung an der Anstiegsflanke, wenn eine Änderung im Zustand der Kanäle des Kodierers auftritt. Der Pegel dieses Signals ist ungefähr 50 Mikrosekunden lang niedrig bei der Anstiegs- oder Abfallflanke des jeweiligen Kodierkanals A oder B und wird unter Bezugnahme auf Fig. 14 weiterhin diskutiert.
Die mit REVLIM bezeichnete Leitung 7 legt fest, daß der Kolben der Spritze 120 den Endpunkt der Umkehrbewegung erreicht hat.
Zusätzlich enthält der Hauptprozessor ein mit /INT bezeichneten Unterbrechungsinput, an den der Output des AND Gates 194 gekoppelt ist. Die Tastenspaltensignale PB3, PB4 und PB5 von der Bedientafel 116 werden an den drei Inputs des AND Gates 194 bereitgestellt und daher bewirkt ein Signal, wenn immer eine Taste der Bedienungstafel 116 gedrückt wird, das Auftreten einer Unterbrechung in der Ausführung des Programms durch den Hauptprozessor 178.
Zusätzlich weist der Hauptprozessor 178 ein Interrupt-Input auf, an den das EDGE-Signal gekoppelt ist, wie oben für Port D, Leitung 8, beschrieben, um die Motorbewegung festzustellen. Schließlich verfügt der Hauptprozessor 178 über einen /RESET- Input, an den der Output der stabilen Schaltung 188 gekoppelt ist. Wenn die stabile Schaltung 188 nicht wenigstens alle 1,2 Sek. zurückgesetzt wird, wird angenommen, daß sich der Hauptprozessor "aufgehängt" hat, d.h. daß das Programm in eine Endlosschleife geraten ist, die es nicht verlassen kann und der Pegel des Outputs der stabilen Schaltung 188 wird hoch und setzt den Hauptprozessor 178 zurück. Es wird darauf hingewiesen, daß die FWDLIM, REVLIM, LOLIM und DOOR-Signale, die dem Port D des Hauptprozessor 178 bereitgestellt werden, von verschiedenen Begrenzungssensoren 196, die physikalisch im System 100 angeordnet sind, bereitgestellt werden.
Der Geschwindigkeitsprozessor 180 ist ein Motorola MC68705P3 acht Bit Mikroprozessor mit 112 Bits RAM, 1786 Bits EPROM und zwei 8 Bit I/O Ports A und B und einem vier Bit I/O Port C. Die Hauptfunktion des Geschwindigkeitsprozessors 180 ist, die Geschwindigkeit des Kathetermotors 172 zu überwachen und die Stopfunktion, falls der Kathetermotor nicht innerhalb von 5.000 UpM der einprogrammierten Geschwindigkeit betrieben wird. Die 8 Bits des Ports A sind als Input Port konfiguriert und ausgerichtet, um die Daten des Datenbus 184 zu empfangen, damit der Geschwindigkeitsprozessor 180 die Geschwindigkeitswerte, die dem Kathetermotor-DAC 190 zugesendet worden sind, kennt.
Port B des Geschwindigkeitsprozessors 180 verfügt über Leitungen 0 und 4, die als Inputs konfiguriert sind und Leitungen 3 und 6, die als Outputs konfiguriert sind. Die Leitungen 1, 2, 5 und 7 des Ports B werden nicht verwendet und sind dementsprechend mit N/C bezeichnet. Die verschiedenen Leitungen des Ports B sind wie folgt:
Die mit SENSOR/2 bezeichnete Leitung A ist eine Sequenz von Sensorpulsen, die von einer Hall-Effekt-Vorrichtung in dem Kathetermotor 172 stammen und die tatsächliche Geschwindigkeit des Kathetermotors 172 wiedergeben; das SENSOR/2-Signal ist das SENSOR-Signal, das durch eine Teilung durch zwei Schaltkreise 198 geleitet wird.
Leitung 3 enthält ein Signal mit hohem Pegel, wenn ein Geschwindigkeitsfehler zuerst ermittelt wird und wird einer Auszeit-Schaltung 200 zur Verfügung gestellt.
Leitung 4 überwacht den Output der Auszeitschaltung 200 und, wenn der Pegel des Signals hoch wird, wird ein Geschwindigkeitsfehler im Kathetermotor 172 festgestellt.
Leitung 6 ist ähnlich zu dem WOOG-Signal des Ports C, Leitung 1 des Hauptprozessors 178 und wird verwendet, um kontinuierlich den stabilen Schaltkreis 202 wenigstens alle 1,2 Sek. zurückzusetzen.
Port C ist so konfiguriert, daß die Leitungen 0 und 1 Outputs sind und die Leitung 2 ein Input ist. Leitung 3 des Ports C wird nicht verwendet. Die verschiedenen Signale des Ports C sind:
Leitung 0 stellt ein Signal durch Emitter-Folger-Transistor schaltkreis 204 zur Verfügung, das verwendet wird, um die Bewegungen des Kathetermotors 172 zu ermöglichen. Das Signal wird mit HISPD PWR bezeichnet, und der Motor 172 wird aktiviert, wenn sein Pegel hoch ist.
Die mit HISPDER bezeichnete Leitung 1 wird im Hochpegelzustand dem Hauptprozessor 178 bereitgestellt, wenn der Geschwindigkeitsprozessor 180 einen Geschwindigkeitsfehler bezüglich des Kathetermotors 172 feststellt.
Leitung 2 legt das Ergebnis von dem OR-Gate 206 fest, zu dem die /REV und RUN-Signale bereitgestellt werden. Wenn der Pegel der Leitung 2 niedrig wird, wird der Geschwindigkeitsprozessor 180 angewiesen, den Geschwindigkeitsfehlerzustand zurückzusetzen oder bereit zu sein, eine Information vom Hauptprozessor 178 aufzunehmen.
Zusätzlich zu den drei Ports weist der Geschwindigkeitsprozessor 180 einen Unterbrecher-Input (/INT) auf, an den das SELDA1-Signal des Hauptprozessors 178 gekoppelt ist, einen Timerinput, an das das SENSOR/2-Signal gekoppelt ist und ein /RESET-Input, an den der Output der stabilen Schaltung 202 gekoppelt ist, auf.
Sowohl die Kathetermotorsteuerung 170 als auch die Injektormotorsteuerung 182 reagieren auf die Analogsignale der DACs 190 bzw. 192 und stellen weitenmodulierte Pulse zur Verfügung, um die Motoren 172 und 176 anzutreiben. DACs 190 und 192 wiederum sind in der Lage, auf die Datensignale des Datenbusses 184 zu reagieren, wenn jeweils eins der SELDA1 oder SELDA2-Signale von dem Hauptprozessor 178 bereitgestellt werden. Der SELDA1 Puls wird bereitgestellt, wenn eine Änderung der Geschwindigkeit des Kathetermotors 172 durch den Hauptprozessor 178 gefordert wird und das SELDA2-Signal wird jedesmal bereitgestellt, wenn eine Änderung der Geschwindigkeit des Injektormotors 176 von dem Hauptprozessor 178 gefordert wird. Der Output des DACs 190 des Kathetermotors wird über einen integrierten Schaltkreis 108 bereitgestellt, um eine gleichmäßige Beschleunigung/Abbremsung der Kathetermotorsteuerung 170 bereitzustellen, die wiederum drei pulsweitenmodulierte Signale den drei Windungen des Kathetermotors 172 bereitstellt. Der Output des DACs 192 des Injektormotors wird als VDC-Signal der Injektormotorsteuerung 182 bereitgestellt, wie in Fig. 15 detailliert dargestellt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 13 wird ein elektrischer Schaltplan des Fußschalters 108 gezeigt. Fußschalter 108 umfaßt einen Doppelpolschalter mit zwei Schaltarmen 212 und 214, die jeweils an Masse angeschlossen sind. Solange der Fußschalter 108 nicht gedrückt ist, ist die Position der Schaltarme 212 und 214 wie gezeigt an die Output-Terminals 216 bzw. 218 angeschlossen; wenn der Fußschalte 108 heruntergedrückt wird, wandern die Schaltungsarme 212 und 214, um in Kontakt mit den Terminals 220 und 222 zu treten, die ansonsten nicht angeschlossen sind. Terminal 216 ist an die positive Spannung +V über Widerstand 224 und 218 ist an die positive Spannung +V über Widerstand 226 gekoppelt. Die Verzweigung von Terminal 216 und Widerstand 224 ist über Invertierer 228 gekoppelt und wird als FOOT-Signal bezeichnet, das zu dem Prozessor 178 gesendet wird, um den Betrieb des Injektormotors 176 zu aktivieren.
Nachdem der Injektormotor einige Sekunden in Betrieb gewesen ist, ändert der Hauptprozessor 178 den Zustand des /HISPDEN- Signals, um anzuzeigen, daß Inbetriebnahme des Kathetermotors 172 begonnen werden kann. Dieses Signal zusammen mit der Verzweigung des Terminals 218 des Widerstands 226 werden über NAND-Gate 230 und Invertierer 232 bereitgestellt. Das Ausgangssignal aus dem Wechselrichter 232 ist das MSTART-Signal, das bereitgestellt wird, um den Pulsweitenmodulator in der Kathetermotorsteuerung 170 zu aktivieren.
Unter Bezugnahme auf Fig. 14 wird nun die Art und Weise der Bestimmung der Geschwindigkeit und der Richtung des Fluidinjektormotors 126 erklärt Wie vorgehend erwähnt, ist die Kodierscheibe 174 mit der Abtrittswelle 175 des Injektormotors 176 verbunden. Die Abtriebswelle 174 beinhaltet eines Vielzahl von z.B. Elementen aus einem magnetischen Material 234, die gleichmäßig über die Außenkante der Scheibe verteilt sind. Ein Paar magnetische Detektoren 236 und 238, wie z.B. Hall-Effekt- Vorrichtungen, sind gegenüberliegend zu der Kodierscheibe 174 angeordnet, um ein Signal zu erzeugen, wenn ein magnetisches Element mit einem Detektor in Übereinstimmung gebracht wird. Diese Signale werden dann über Detektorschaltkreise 214 und 242 bereitgestellt, die entsprechende pulsförmige Signale erzeugen. Die Detektoren 236 und 238 sind ungefähr 180º Phasen verschoben zueinander angeordnet, das bedeutet, sie sind so angeordnet, daß, wenn einer der Detektoren 236 oder 238 in voller Übereinstimmung mit einem magnetischen Element 234 steht, der andere der Detektoren 236 oder 238 in voller Übereinstimmung mit dem nichtmagnetischen Raum zwischen den Elementen 234 steht. Die Ausgangssignale der Detektorschaltkreise 240 und 242 sind die PHASEA- bzw. die PHASEB-Signale. Sowohl die PHASEA als auch die PHASEB-Signale werden als Eingangssignale für das EXCLUSIVE NOR Gate 224 bereitgestellt, dessen Ausgangssignal das EDGE-Signal ist.
Wie vorgehend geschrieben, werden die PHASEA, PHASEB und EDGE- Signale dem Hauptprozessor 178 zur Verfügung gestellt und als Reaktion dieser Signale kann die Geschwindigkeit und Richtung des Fluidinjektormotors 176 bestimmt werden. Das EDGE-Signal ist ein Pulssignal mit der doppelten Frequenz von entweder dem PHASEA oder dem PHASEB-Signal aufgrund des EXCLUSIVE-NOR Betriebs des Gates 244. Durch Beachtung der relativen Phasendifferenz zwischen den PHASEA und PHASEB-Signalen, das bedeutet ob das PHASEA-Signal vorherläuft oder dem PHASEB-Signal hinterherläuft, kann die Richtung des Injektormotors 176 bestimmt werden. Diese Information wird von dem Hauptprozessor 178 verwendet, um zu bestimmen, wann die Daten den Output Latches 186 bereitgestellt werden, was zu dem Bereitstellen der RUN und /REV-Signale führt. Diese Signale werden wiederum von der Injektormotorsteuerung 182 verwendet, um die Rotationsrichtung des Injektormotors 176 zu steuern.
Unter Bezugnahme auf Fig 15 ist ein detaillierteres Diagramm der Injektormotorsteuerung 182 gezeigt. Pulsweitenmodulator 246 stellt Pulse mit einer Frequenz von 27 KHZ zur Verfügung mit einem Tastgrad der von der Höhe der hierzu zugeführten Spannungen abdrängt. Insbesondere variiert die Spannung, mit der der Pulsweitenmodulator 246 versorgt wird, zwischen ungefähr 0,5 Volt und ungefähr 3,5 Volt und je größer die Spannung ist, um so kleiner ist der Tastgrad des modulierten Pulses am Output des Pulsweitenmodulators 246. Zwei unterschiedliche Spannungskontrollsignale werden als Eingangssignale dem Pulsweitenmodulator 246 zugeführt und das Signal mit der höheren Spannung regelt das Ausgangssignal.
Die Reihe von Pulsen am Output des Pulsweitenmodulators 246 werden über Steuerkreis 248 der Gate-Elektrode des Leistungs- FET-Transistors 250 bereitgestellt, um den Source-Drainweg des Transistors 250 für die Dauer eines jeden Pulses leitend zu machen. Wenn der FET-Transistor 250 leitend ist, ist die Ansteuerungsspannung VD über Umkehrrelais 252 und Antriebsrelais 294 mit einem der Vorwärts- (+) oder Umkehr- (-) Terminals des Injektormotors 176 gekoppelt. Wenn die Spannung VD an das Vorwärtsterminal (+) gekoppelt ist, läuft der Injektormotor 176 in Vorwärtsrichtung und bewirkt, daß die Flüssigkeit aus der Spritze 120 in den Katheter 10 oder in das Abfallreservoir ausgestoßen wird, falls die Entleertaste 140 gedrückt wird. Auf der anderen Seite, wenn die Spannung V an das Umkehrterminal (-) gekoppelt ist, läuft der Injektormotor 176 in Umkehrrichtung, um es zu ermöglichen, den Kolben in seine Ausgangsposition zurückzuführen und/oder die Spritze 120 zu füllen, falls die Fülltaste 142 gedrückt ist.
Umkehrrelais 252 beinhaltet 2 Schaltarme 256 und 258; Schaltarm 256 weist zwei damit verbundene Terminals 260 und 262 auf und Schaltarm 258 weist zwei damit verbundene Terminals 264 und 266 auf. In ähnlicher Weise beinhaltet das Vorwärtsrelais 254 zwei Schaltarme 268 und 270; Schaltearm 258 weist zwei damit verbundene Terminals 272 und 274 auf und Schaltarm 270 weist zwei damit verbundene Terminals 276 und 278 auf. Schaltarm 256 ist am Terminal 272 und Schaltarm 258 ist an Terminal 276 angeschlossen, um das Umkehrrelais 252 und das Vorwärtsrelais 254 miteinander zu verbinden. Schaltarm 268 ist mit dem Vorwärtsterminal (+) des Injektormotors 176 verbunden und Schaltarm 270 ist mit dem Umkehrterminal (-) des Injektormotors 176 verbunden.
Eine Relaisspule 280 ist, wenn Strom hindurch fließt, so angeschlossen, um den Schaltarm 256 von Terminal 262 zum Terminal 260 und Schaltarm 258 vom Terminal 266 zum Terminal 264 zu bewegen. In ähnlicher Art und Weise ist eine Relaisspule 182, wenn Strom hindurch fließt, so angeschlossen, um Schaltarm 268 vom Terminal 274 zum Terminal 272 und Schaltarm 270 vom Terminal 278 zum Terminal 276 zu bewegen. Ein Ende jeder der Spulen 280 und 282 ist an eine Quelle positiver Spannung gekoppelt und das andere Ende einer jeden Spule 280 und 282 ist über den Kollektor-Emitter-Weg der jeweiligen Transistoren 284 und 286 an Masse gekoppelt. So wie sie angeschlossen sind, haben die Spulen 280 und 282 Stromfluß, wenn die jeweiligen Transistoren 284 und 286 durch Stromfluß zu ihren jeweiligen Basen leitend sind.
Die Basis des Transistors 286 ist an den Output des NOR Gate 288 gekoppelt, das seine beiden Inputs an /REV des Output von Latches 186 und an das SYSINHIBIT-Signal des Hauptprozessors 178 gekoppelt hat. Somit wird Spule 280 nur mit Strom versorgt, wenn es erwünscht ist, den Injektormotor 176 in Umkehrrichtung zu betreiben, was durch ein /REV-Signal mit hohem Pegel und ein SYSINHIBIT-Signal mit hohem Pegel festgelegt wird.
Die Basis des Transistors 286 ist an den Output des AND Gate 290, das drei Inputs aufweist, gekoppelt; ein Input des AND Gates 290 ist an das RUN-Signal von Output Latches 186 gekoppelt, und an einem anderen Input des AND Gate 290 wird das /SYSINHIBIT-Signal, das durch Hindurchleiten des SYSINHIBIT- Signals durch Invertieren 292 bereitgestellt wird, zugeführt. Der dritte Input des AND Gate 290 ist an den Output der Überstrom- und Überspannungsschutzschaltung 294 gekoppelt. Schutzschaltung 294 überwacht zwei Signale MT1 und MT2 (die hier nachfolgend beschrieben wird) des Motors 176, um sicherzustellen, daß die Geschwindigkeit und der Druck des Injektorsystems nicht außerhalb der Grenzen liegt. Wenn entweder die Geschwindigkeit oder der Druck während des normalen Betriebs des Injektormotors 176 die Grenzen überschreiten (Pegel von RUN und /SYSINHIBIT sind hoch), dann versorgt die Schutzschaltung 294 AND Gate 290 mit einem hochpegligen Signal, was wiederum ein hochpegliges Signal daraus auslöst, das die Spule 282 ansteuert. Dies wiederum schaltet die Schaltarme 286 und 270 in Kontakt mit den Terminals 274 und 278 und beendet dadurch die Zufuhr von Strom zu dem Injektormotor 176.
Der Drain des FET-Transistors 250 ist an die Terminals 262 und 264 des Umkehrrelais 252 gekoppelt. Die Back EMF des Injektormotors 176 ist proportional der Geschwindigkeit des Injektormotors 176 und tritt als Spannung an Drain des FET-Transistors 250 auf; diese Spannung wird als MT2-Spannungssignal bezeichnet. Terminals 260 und 266 des Umkehrrelais 252 sind aneinander und über einen sehr kleinen, wie z.B. 0,1 Ohm-Widerstand 296 an Masse gekoppelt, um dadurch die Messung des durch den Motor 176 fließenden Stroms zu ermöglichen. Dieser Strom ist proportional zu dem Rückstaudruck des Injektorsystems 104. Die Verzweigung zwischen den Terminals 260 und 262 und dem Widerstand 298 stellt das MT1-Spannungssignal dar und legt den Strom, der durch Motor 176 fließt, fest.
Das obere Eingangssignal des Pulsweitenmodulator 246 ent spricht der Summe von drei unterschiedlichen Signalen, die über jeweilig gemeinschaftlich miteinander verbundenen Skalierungswiderständen 298, 300 und 302 bereitgestellt werden. An dem anderen Ende des Widerstands 298 tritt das VDC-Signal aus dem Output des Injektor DAC 192 (Fig. 12) auf und repräsentiert das primäre Signal (bei Abwesenheit vom festgestellten Geschwindigkeits- oder Druckfehlerbedingungen) zur Steuerung des Modulators 246. Das andere Ende des Widerstands 300 ist mit dem Output der Geschwindigkeitsüberwachungsschaltung 304 verbunden, die die Back emf des Injektormotors 176 mißt. Die Geschwindigkeitsüberwachungsschaltung 304 versorgt einen Differential-Verstärker darin mit den MT1 und MT2-Signalen, wobei das daraus austretende Signal ein Spannungssignal ist, das proportional zu der Geschwindigkeit des Injektormotors 176 ist. Das andere Ende des Widerstands 302 wird über einen Analoginvertierer 306 dem Output eines Druckmeßschaltkreises 308 bereitgestellt. Druckmeßschaltkreis 308 reagiert auf das MT1- Signal und stellt eine negative Spannung, die proportional zu dem Strom durch den Motor 176 und dem Druckaufbau in der Spritze 120 ist, bereit. Die Polarität dieser Spannung wird durch Invertierer 306 umgekehrt und fungiert als Spannungsabfallkompensationssignal (winding voltage drop condensation signal). Der niedrige Input des Pulsweitenmodulators 246 ist die Summe zweier Signale, die durch gemeinsam verbundene Widerstände 310 und 312 bereitgestellt werden. Das andere Ende des Widerstands 310 ist mit der Druckmeßschaltung 308 verbunden, und das andere Ende des Widerstands 312 ist mit der Selektorschaltung 314 verbunden. Die Selektorschaltung 314 stellt eine von drei unterschiedlichen Spannungen, die durch die Einstellung der Potentiometer 316, 318 und 320 bestimmt wird, an ihrem Output bereit, die durch den Code der REV und HI/LO-Signale, die an den Selektor-Inputs bereit gestellt werden, bestimmt sind. Das REV-Signal ist das /REV-Signal, das über den Invertierer 322 bereitgestellt wird. Der zentrale Abgreifarm des Potentiometers 316 ist mit dem ersten und zweiten Daten- Input der Selektorschaltung 314 verbunden und ist an den Output der Selektorschaltung 314 gekoppelt, wenn der Pagel des /REV-Signals niedrig ist, wodurch eine Bewegung des Injektormotors 176 in Umkehrrichtung angezeigt wird. Die Spannung von dem zentralen Abgreifarm des Potentiometers 318 tritt an dem Output der Selektorschaltung 314 auf, wenn der Pegel des /REV- Signals hoch ist, wodurch eine Vorwärtsbewegung des Injektor motors 176 angezeigt wird und der Pegel des HI/LO-Signals hoch und die Spannung am zentralen Abgreifarm des Potentiometers 318 erscheint an dem Output der Selektorschaltung 314, wenn der Pagel des /REV-Signals hoch ist und der Pagel des HI/LO- Signals niedrig ist. Das bestimmte Signal, das an dem Output auftritt, repräsentiert den ausgewählten Druck, der für das Fluidinjektorsystem 104 erlaubt ist, wie es durch die Auswahl der Tasten auf der Bedientafel 116 durch den Bediener bestimmt ist.
Die Verzweigung der Widerstände 310 und 312 ist ebenfalls an den Vergleichsoperator 324 gekoppelt, der das PRSFST-Signal für den Hauptprozessor 178 zur Verfügung stellt, wenn der Druck des Injektorsystems 104 annähernd die durch den Bediener festgesetzte Grenze erreicht. Der Output des Vergleichsoperators 324 wird ebenfalls einer Schaltung 326, die eine Auszeit vom einer Sekunde erzeugt, bereitgestellt, die wiederum das PRSSLO-Signal erzeugt, wenn der Pagel des PRSFST-Signals mehr als eine Sekunde lang hoch bleibt.
Im Betrieb wird das Geschwindigkeitsbedarfssignal VDC vom In jektor DAC 192 und das Geschwindigkeitssignal von der Geschwindigkeitsüberwachung 304 und das Kompensationssignal von dem Invertierer 304 aufsummiert und dem oberen Input des Pulsweitenmodulators 246 zugeführt. Zur selben Zeit werden die Drucksignale an dem unteren Input des Modulators 246 bereitgestellt. Modulator 246 reagiert auf die ihm zugeführte höhere Spannung und verringert entsprechend den Tastgrad. Dies wiederum verringert die Geschwindigkeit des Injektormotors 176. Unter Bezugnahme auf die Figuren 12 und 15 wird die Geschwindigkeit des Injektormotors 116, wie weiter unten beschrieben, gesteuert. Wenn der Fußschalter 106 gedrückt wird, wird ein Softwaretimer innerhalb des Hauptprozessors 178 auf eine Frequenz, basierend auf der programmierten Fließgeschwindigkeitsinformation auf der Anzeige 134 der Bedienungstafel 116 festgesetzt. Die Auszeitsignale aus dem Softwaretimer werden mit den EDGE-Signalen von Gate 244 in Fig. 14 verglichen, die in Beziehung zu der tatsächlichen Geschwindigkeit des Motors 176 stehen, wie sie durch das Codierrad 174 bestimmt wird. Jedesmal wenn der Softwaretimer aussetzt, wird ein gespeicherter Geschwindigkeitsbedarfswert um ein Bit inkrementiert und kurz danach wird der in einem Geschwindigkeitsbedarfsregister gespeicherte Wert über Datenbus 184 dem Injektor-DAC 192 zugeleitet. Gleichzeitig wird das SELDA2-Signal bereitgestellt, um es dem Injektor-DAC 192 zu ermöglichen, das neue Datensignal des Datenbus 184 zu empfangen.
Immer wenn ein EDGE-Signal aufgenommen wird, werden die Phasensignale des Decoders 174, PHASEA und PHASEB, decodiert, um festzustellen, ob eine Vorwärts- oder Rückwärtsrotation der Motorwelle 175 auftritt. Wenn eine Vorwärtsrotation auftritt, wird das Geschwindigkeitsbedarfsregister um ein Bit dekrementiert. Falls eine Rückwärtsdrehung der Welle 175 festgestellt wird, während das RUN-Signal eintrifft, was für ein Motorzittern spricht, wird dann das Geschwindigkeitsbedarfsregister um ein Bit inkrementiert, um den korrespondierenden Vorwärtspuls zu löschen. Wenn der Injektormotor 176 beschleunigt, nimmt der Geschwindigkeitsbedarfswert expotentiell zu, da die Inkremente, die durch die Auszeit des Timers erzeugt wird, mehr und mehr durch die höhere Frequenz des EDGE-Pulses resultierend aus der zunehmenden Geschwindigkeit überschrieben werden.
Während des normalen Vorwärtsbetriebes erzeugt eine Zunahme in der Belastung eine entsprechende Verringerung der Geschwindigkeit. Dies wird durch die Zunahme des Geschwindigkeitsbedarfswerts und die Ausgangsspannung des Injektor-DAC 192 kompensiert. Wenn der erlaubte Druck erreicht wird, wird das PRSFST- Signal ausgegeben. Hauptprozessor 178 reagiert auf das PRSFST- Signal durch nicht weiteres Erhöhen des Geschindigkeitsbedarfswertes und somit des Ausgabewertes des Injektor-DACS 192. Falls das PRSFST-Signal eine Sekunde lang bestehen bleibt, wird das PRSSLO-Signal ausgegeben und der Hauptprozessor 178 schaltet das System 100 ab.
Zusätzlich, falls der Hauptprozessor 178 versucht, die Geschwindigkeit des Injektormotors 176 zu erhöhen und keine Reaktion auf die Geschwindigkeitserhöhung bei der Überwachung des EDGE-Signals bei einer Umdrehung festgestellt wird, schaltet der Hauptprozessor 178 das gesamte System ab. Daher, falls der Meßschaltkreis 294 eine Notfallsituation bezüglich Überspannung oder Überstrom feststellt und die Schließung des Betriebsrelais 254 bewirkt, wodurch die Stromversorgung für den Injektormotor 176 abgeschaltet wird, stellt der Hauptprozessor 187 aufgrund längerer EDGE-Signale fest, daß sich der Injektormotor verlangsamt und versucht, dies durch entsprechende Signale an den Kathetermotor-DAC 190 zu kompensieren. Aufgrund des Fehlens jeglicher Reaktion (da das Betriebsrelais 254 zurückgesetzt wurde) erzeugt der Hauptprozessor 178 Befehle, um den Kathetermotor 172 und den Rest des Systems abzuschalten. Gleichzeitig wird eie Fehlermeldung auf den Anzeigen der Bedientafel 116 angezeigt. Es wird darauf hingewiesen, daß ungeachtet der Tatsache, daß der Injektormotor 176 abgeschaltet wurde, die Flüssigkeit mehrere Sekunden lang weiterfließt, bis der Leitungsdruck auf null reduziert ist. Dies ist mehr als ausreichend, um die Geschwindigkeit des Kathetermotors 172 zu verringern.
Im allgemeinen wird die Geschwindigkeitsüberwachung für den wesentlich schnelleren Kathetermotor 172 durch Geschwindigkeitsprozessor 180 erreicht. Geschwindigkeitsprozessor 180 ließ die Geschindigkeitsdaten des Kathetermotors, die über den Datenbus 184 von dem Hauptprozessor 178 bereitgestellt werden, zu der Zeit, wenn sie dem Katheter-DAC 190 zugeführt werden. Diese Daten werden mit dem SENSOR/2-Signal verglichen, die dem Timer Input des Geschwindigkeitsprozessors 180 zugeführt werden. Durch Verwendung einer Tabelle, um den Bedarfswert und den tatsächlichen Geschwindigkeitswert zu vergleichen, stellt der Geschwindigkeitsprozessor 180 ein Fehlersignal über Leitung 3 des Ports B bereit, wenn der Unterschied zwischen den beiden größer ist als das Äquivalent eines festgesetzten upm- Wertes. Falls dieses Signal 1½ Sekunden lang anhält, ändert die Auszeitschaltung 200 deren Zustand und überträgt ein Fehlersignal auf Leitung 4 des Ports B. Dies wiederum führt zu der Übermittlung des HISPDER-Signals zu dem Hauptprozessor 178, was wiederum bewirkt, daß die Kathetermotorsteuerung 170 den Kathetermotor 172 abschaltet.
Der Betrieb des Programms innerhalb des Geschwindigkeitsprozessors 180 wird nun beschrieben. Die erste Routine, die bei Zuführung von Strom oder durch RESET ausgelöst wird, wird RESET bezeichnet. Diese Routine initialisiert die Ports und den Stack und führt einen RAM und ROM-Test durch. Danach initialisiert es sich selbst mit einer Geschwindigkeitsanfrage von null und konfiguriert und startet den internen Timer. Eine Geschwindigkeitsaufforderung von null wird durch Laden des Akkumulators mit den angeforderten Werten und dann durch Erzeugung einer Software Unterbrechung durchgeführt. In diesem Fall ist der angeforderte Wert null. Der Timer wird dann so festgesetzt, daß er mit einer logischen Und-Verknüpfung des Timer- Inputs und der internen Uhr (1 MHz) des Mikroprozessors läuft, so daß er jedesmal, wenn er auf null runterzählt, eine Unterbrechung bewirken kann. Schließlich springt die RESET-Routine in die Mitte der SPDER-Routine (die hiernach beschrieben wird), so daß kein Hinweis auf einen Geschwindigkeitsfehler gesetzt wird und wartet statt dessen auf den Hoch-zu-niedrig- zu-hoch-Übergang des Hauptprozessors 178, um zu der Hauptschleife zurückzukehren.
Die Hauptschleife ist, wo der Geschwindigkeitsprozessors 180 tatsächlich die Geschwindigkeit des Kathetermotors 172 überwacht. Es ist ebenfalls wichtig festzustellen, daß Bereiche in der Schleife existieren, die nachprüfen, falls ein Hand-Shake- Betrieb durchgeführt wird. Damit die Hauptschleife ordnungsgemäß funktioniert, ist der interne 8 Bit-Timer so konfiguriert, daß die Uhr, die ihn inkrementiert, auf der logischen und Verknüpfung der internen Uhr basiert (Betriebsgeschwindigkeit von einem MHz) und das SENSOR/2-Signal dem Timer-Input zugeführt wird. Das SENSOR/2-Signal weist einen 50%-igen Tastgrad auf, dessen Dauer doppelt so lang ist wie die Dauer des SENSOR-Signals, das von dem Kathetermotor 172 kommt. Das SENSOR-Signal ist kein 50%-iger Tastgrad, dies ist der Grund, warum seine Frequenz durch 2 dividiert ist. Dies ist geeignet, da die Zeitdauer, in der der Pegel des Timer-INPUT hoch ist, derzeit einer Dauer eines vollständigen Zyklus des Kathetermotors 172 entspricht. Durch Verwendung dieses Wertes kann die Geschwindigkeit des Kathetermotors 172 überprüft werden. Da der Geschwindigkeitsprozessor 180 nicht die Zeit, in der der Pegel des Timer-INPUT niedrig ist, messen kann, stellt er sicher, daß er nicht für zu lange Zeit niedrig bleibt. Geschwindigkeitsprozessor 180 führt die Geschwindigkeitskontrolle durch, und durch Aufnehmen zweier Meßwerte wird ein guter Mittelwert der Geschwindigkeit des Motors erreicht. Nur beim Überprüfen, ob sie innerhalb der Geschwindigkeitstoleranz liegt, führt die Software eine obere und eine untere Überprüfung durch.
Immer wenn die Geschwindigkeit außerhalb der Toleranz ist, übermittelt der Geschwindigkeitsprozessor 180 nicht direkt ein Signal dem Hauptprozessor 180, sondern er startet statt dessen die Auszeitschaltung 200. Nachdem die Auszeitschaltung 200 gestartet wurde, liest der Geschwindigkeitsprozessor 180 weiterhin die Geschwindigkeit des Kathetermotors 172. Falls er eine Geschwindigkeit feststellt, die innerhalb der Toleranz liegt, setzt er die Auszeitschaltung 200 zurück, falls sie nicht bereits ausgesetzt worden ist. Falls die Auszeitschaltung 200 aussetzt, bevor der Geschwindigkeitsprozessor 180 eine Geschwindigkeitsmessung erhält, die innerhalb der Toleranz liegt, teilt der Geschwindigkeitsprozessor 180 dem Hauptprozessor 178 einen Geschwindigkeitsfehlerzustand unter Verwendung des HISPDER-Signals mit.
Es existieren zwei Unterbrechungen, die kritisch für den Betrieb der Hauptschleife sind. Dies sind die SELDA1-Unterbrechung vom Hauptprozessor 178 und die Unterbrechung des internen Timers. Die SELDA1-Unterbrechung vom Hauptprozessor 178 ist eine externe Unterbrechung, die über die /INT-Leitung des Geschwindigkeitsprozessors 180 signalisiert wird. Diese Unterbrechung tritt immer dann auf, wenn der Hauptprozessor 178 einen Geschwindigkeitswert über Datenbus 184 an den Kathetermotor 172 sendet. Da der Geschwindigkeitsprozessor 180 wissen muß, welcher Geschwindigkeitswert angefordert ist, liest er ebenfalls den neuen Geschwindigkeitswert und speichert diesen ab.
Die Timerunterbrechung tritt auf, wenn der Timer-Input-Bit hoch ist und der Timer aussetzt. Da der Pegel des Timereingangssignals für eine längere Zeit hoch bleibt, als ein Acht- Bit-Timer zählen kann, ist die Timerunterbrechungsroutine übersetzt, um die Zähldauer zu erhöhen, jedesmal wenn der Timer aussetzt. Dies erhöht die Gesamtzahl der verwendeten Bits um die Zeitdauer, die der Timerinput hoch bleibt, auf 16 Bits. Der Rest dieses Teils der Offenbarung diskutiert die Routinen, die bei dem Fluß der Hauptschleife beteiligt sind, dann den Timerunterbrechungstreiber und schließlich den /INT-Unterbrechungstreiber. Es existiert weiterhin eine Unterbrechung, die von dem Geschwindigkeitsprozessor 180 verwendet wird und als Software-Unterbrechung bezeichnet wird. Sie wird nur während der RESET-Routine verwendet und ist nicht von großer Bedeutung für den Betrieb des Systems, wird aber hierin beschrieben, da sie ein Teil des /INT-Unterbrechungstreibers ist.
Die LOOP-Routine ist der Ausgangspunkt, worin der Geschwindigkeitsprozessor 180 das meiste seiner Zeit verbringt. Das erste, was getan werden muß, ist zu überprüfen, ob der Hauptprozessor 178 einen Handshake-Betrieb, wie vorhergehend erwähnt, durchführen möchte. Dann überprüft die LOOP-Routine ob sie zwei Zyklen des SENSOR/2-Signals von Kathetermotor 172 erhalten hat. Wenn zwei SENSOR/2-Zyklen erhalten wurden, springt die LOOP-Routine zu der CHECK-Routine, um festzustellen, ob der erhaltene SENSOR/2 festlegt, daß der Kathetermotor 172 sich innerhalb des erlaubten Geschwindigkeitsbereichs befindet. Dann überprüft sie einen Teststift, um zu zeigen, daß die Wellenform, wie von dem Geschwindigkeitsprozessor 180 aufgenommen, niedrig ist und löscht die Speicherstellen TPER und TPER + 1, die verwendet werden, um zu zählen, wie lange sie ein niedriges Signal feststellt. Obwohl dieses Zählen nicht akkurat ist, führt der Geschwindigkeitsprozessor 180 diese Zählung durch, um sicherzustellen, daß die Wellenform in dem Timer-Input-Bit nicht frir eine zu lange Zeit niedrig bleibt.
Die WLOW-Routine ist das, wo das Programm des Geschwindigkeitsprozessors 180 seine Zeit verbringt, wenn der Timer-Input niedrig ist. Diese Routine wird verwendet, wenn sich der Geschwindigkeitsprozessor 180 darauf vorbereitet, die Dauer des Signals von Kathetermotor 172 festzustellen, in der sein Pegel niedrig ist. Die Aufgaben, die die WLOW-Routine durchführt, sind die folgenden:
1. Überprüfung, ob der Hauptprozessor 178 einen Handshake-Betrieb anfordert;
2. Zurücksetzen der Zeitüberwachungsschaltung;
3. Überprüfen, ob der Pegel des Timer-Inputs für eine zu lange Zeit niedrig ist;
4. Überprüfen, ob die Timeout-Schaltung 200 ausgesetzt hat;
5. in der Schleifen verbleiben, falls der Pegel des Timer-Inputs nach wie vor niedrig ist und
6. Fortführen mit der WHIGH-Routine, falls sie einen hohen Pegel am Timer-Input feststellt.
Die WHIGH-Routine wird durchgeführt, wenn der Pegel des Timer- Inputs hoch ist. Diese Routine wird verwendet, wenn der Geschwindigkeitsprozessor 180 tatsächlich die Zeitdauer des SENSOR/2-Signals vom Kathetermotor 172 liest, während dessen Pegel hoch ist. Die Aufgaben, die diese Routine erfüllt, sind die folgenden:
1. Überprüfung, ob der Hauptprozessor 178 einen Handshake-Betrieb anfordert;
2. Zurücksetzen mit der Zeitüberwachungsschaltung,
3. Überprüfen, ob der Pegel des Timer-Inputs für eine zu lange Zeit hoch ist,
4. Überprüfen, ob die Timeout-Schaltung ausgesetzt hat,
5. in der Schleife verbleiben, wenn der Pegel des Timer-Inputs nach wie vor hoch ist und
6. Abzweigung zu der LOOP-Routine, um sich darauf vorzubereiten, eine weitere Zeitdauer festzustellen, falls der Pegel des Timer-Inputs niedrig ist.
Die ISLOW-Routine wird angesteuert, wenn die WLOW-Routine feststellt, daß der Pegel des Timer-Inputs für eine zu lange Zeit niedrig ist. Die ISLOW-Routine setzt TVALH fest, um eine niedrige Geschwindigkeitsmessung wiederzugeben. Sie nimmt dann än, daß der Kathetermotor 172 nicht zu schnell gelaufen ist und überspringt den Code, der den Zustand einer zu hohen Geschwindigkeit überprüft durch Springen in den Bereich der CHECK-Routine, wo diese bestimmt, ob der Kathetermotor 172 zu langsam läuft.
Die CHECK-Routine ist, wo die beiden benötigten Zyklen über prüft werden, um festzustellen, ob sie innerhalb des erlaubten Geschwindigkeitsbereiches liegen. Sie überprüft zuerst, ob das Signal einer zu hohen Geschwindigkeit entspricht; mit anderen Worten, oberhalb der oberen Geschwindigkeitsbeschränkung der Betriebstoleranzen des Kathetermotors 172 liegt. Darauffolgend überprüft sie, ob die Geschwindigkeit unterhalb der unteren Geschwindigkeitsbegrenzung ist. Wenn die Geschwindigkeit innerhalb der Geschwindigkeitstoleranzen liegt, stellt die CHECK-Routine dann sicher, daß alle Fehleranzeigen gelöscht werden. Bevor der Geschwindigkeitsprozessor 180 wieder eine Geschwindigkeitsmessung erhält, wartet diese Routine darauf, daß der Pegel des Inputs an den Timer niedrig ist. Während des Wartens, daß der Pegel des Inputs abfällt, stellt die CHECK- Routine aber sicher, daß der Pegel des Timer-Inputs nicht für zu lange Zeit hoch bleibt. Wenn der Pegel des Inputs abfällt, springt die CHECK-Routine zurück zu der Hauptschleife.
Da der Software-Timer in einer Art und Weise betrieben wird, daß er nach unten statt nach oben zählt, nimmt der Geschwindigkeitsprozessor 180 den Wert von nullen und zieht ihn von dem in dem Timerregister TDR gespeicherten Wert ab, um die Zeitdauer zu erhalten, die weiterhin in dem Timerregister gespeichert wird. Wie vorhergehend erläutert, wird der tatsächliche Zähler für den Zeitraum auf 16 Bit expandiert unter Verwendung der Speicherstelle TVAL, um mit der Zahl der Zeiten mitzuhalten, in denen der Timer aussetzt, um den hohen Byte des Timerzeitraumes zu halten. Der Inhalt des Low-Bytes des Timerzeitraumes ist der Wert, der unter Verwendung des Timerregisters errechnet wird. Diese Werte werden bei Speicherstellen TVALH bzw. TVALL gespeichert. Es wird darauf hingewiesen, daß TVAL durch die Timerunterbrechungsroutine nicht durch die Hauptschleife auf neuesten Stand gebracht wird.
Wenn ein Geschwindigkeitswert angefordert ist, setzt die /INT- Routine die Speicherstellen VFASTH/VFASTL und VSLOWH/VSLOWL fest, um die Geschwindigkeitsbeschränkungen für den angeforderten Geschwindigkeitswert wiederzugeben. Um zu überprüfen, ob die festgestellte Geschwindigkeit oberhalb der oberen Grenze liegt, werden die Speicherstellen TVALH/TVALL und VFASTL/- VFASTL jeweils miteinander verglichen. Falls TVALH/TVALL niedriger oder gleich sind als VFAST/VFASTL, dann werden die Speicherstellen TVALH/TVALL und VSLOW/VSLOWL jeweils miteinander verglichen. Dann, wenn die Speicherstellen TVALH/TVALL größer oder gleich sind als die Werte der Speicherstellen VSLOWH/VSLOWL, stellt die Software im Geschwindigkeitsprozessor 180 fest, daß sie weder einen Fehler zu hoher oder zu niedriger Geschwindigkeit festlegt und löscht die Hardware-Timerschaltung 200. Wenn aber ein Geschwindigkeitsfehler festgestellt wird, wird der Kontrollbit der Timeout-Schaltung 200 hochgesetzt, selbst wenn er vorhergehend festgesetzt wurde.
Der Geschwindigkeitsprozessor 180 resynchronisiert sich dann selbst mit einem SENSOR/2-Inputsignal geringer Flanke für den Timer-Input durch Festsetzen des Software-Timerregisters auf $FF (wie hierin verwendet, steht $ für "Hexadezimal"), um zu zeigen, daß Zeitdauermessungen von null eingegangen sind. Das Timerregister wird ebenfalls zurückgesetzt, und die Speicherstelle TVAL wird auf null gelöscht. Zu diesem Zeitpunkt, falls der Timer-Input niedrig ist, kehrt der Geschwindigkeitsprozessor 180 zu der Hauptschleife zurück, um eine weitere Geschwindigkeitsmessung für den Kathetermotor 172 zu erhalten. Falls der Pegel des Inputs nicht niedrig ist, überprüft das Programm, ob der Hauptprozessor 178 einen Handshake-Betrieb anfordert. Dann wird die stabile Zeitüberwachungsschaltung 202 zurückgesetzt. Danach wird die Speicherstelle TVAL überprüft, um festzustellen, ob der Pegel des Timer-Inputs für zu lange Zeit hoch bleibt. Falls dies der Fall ist, sind weitere Untersuchungen notwendig, daher geht die Software in die CHECK-Routine über. Falls nicht, wird die Timeout-Schaltung 200 überprüft, um festzustellen, ob sie abgelaufen ist. Falls der Timer-Input-Bit nach wie vor hoch ist, wird die RSYNC-Routine wiederholt mit der Ausnahme des Zurücksetzens der TVAL-Speicherstelle und des Timerregisters. Falls der Timer-Input-Bit abfällt, wird die RSYNC-Routine nur wieder aufgerufen, um das Timerregister und die Speicherstelle TVAL richtig zurückzusetzen und um sicherzustellen, daß der Pegel des Timer-Inputs niedrig ist.
Die TOOSLOW-Routine wird während der CHECK-Routine aufgerufen, falls die eingegangene Geschwindigkeitsmessung als unterhalb der akzeptablen unteren Toleranzgrenze befunden worden ist. Der Zweck der TOOSLOW-Routine ist es, anzuzeigen, daß eine zu niedrige Geschwindigkeit aufgetreten ist und für diesen Fehler ein Flag zu setzen. Um dies zu tun, setzt die TOOSLOW-Routine die diagnostischen Bits fest und ruft die MRG-Routine auf, um tatsächlich für diesen Fehler ein Flag zu setzen.
Die TOOFAST-Routine wird während der CHECK-Routine aufgerufen, falls die eingehende Geschwindigkeitsmessung als oberhalb der akzeptablen oberen Toleranzgrenze befunden worden ist. Der Zweck der TOOFAST-Routine ist es, der Umgebung zu zeigen, daß ein Fehler zu hoher Geschwindigkeit aufgetreten ist und für diesen Fehler ein Flag zu setzen. Um dies zu tun, setzt die TOOFAST-Routine die diagnostischen Bits entsprechend fest und ruft die MRG-Routine auf, um für den Fehler tatsächlich ein Flag zu setzen.
Die MRG-Routine setzt ein Flag für einen Geschwindigkeitsfehlerzustand. Sie stellt zuerst sicher, daß der Kathetermotor 172 angehalten wurde. Um den Geschwindigkeitsfehlerzustand anzuzeigen, zeigt die MRG-Routine den Fehler nicht tatsächlich dem Hauptprozessor 178 an, statt dessen startet sie die Timeout-Schaltung 200. Dann springt sie zu der RSYNC-Routine, um einen weiteren Geschwindigkeitswert zu erhalten.
Jedesmal wenn festgestellt wird, daß die Timeout-Schaltung 200 abgelaufen ist, wird die SPDER-Routine aufgerufen, um dem Prozessor 178 die Geschwindigkeitsfehlerbedingung mitzuteilen. Nach Übersendung der Mitteilung über den Geschwindigkeitsfehler an den Hauptprozessor 178 durch Bereitstellung des HISPDER-Signals mit einem hohen Pegel, wartet die SPDER-Routine auf den Hauptprozessor 178, bis dieser eine Mitteilung übersendet hat, um die Geschwindigkeitsfehlerbedingung zu löschen, bevor sie fortfährt, die Geschwindigkeit des Kathetermotors 172 wieder zu überwachen. Es ist wichtig, festzustellen, daß die SPDER-Routine ebenfalls verwendet wird, um den Handshake-Betrieb zwischen Hauptprozessor 178 und Geschwindigkeitsprozessor 180 durchzuführen, da sie ein hoch-zu-niedrigzu-hoch Sequenz benötigt, bevor sie einen Geschwindigkeitsfehler zurücksetzen kann.
Um einen Geschwindigkeitsfehler anzuzeigen, setzt die SPDER- Routine den Pagel der Geschwindigkeitsfehlerleitung hoch, dann wartet sie auf die hoch-zu-niedrig-zu-hoch Sequenz und löscht dann den Geschwindigkeitsfehlerzustand durch Löschen der Geschwindigkeitsfehlerleitung, Zurücksetzen des Inputs der Timeout-Schaltung 200 und wartet, bis die Timeout-Schaltung 200 gelöscht ist, Reaktivieren des Kathetermotors 172 und Zurückspringen in den Bereich der Hauptschleife, die die Überwachung der Geschwindigkeit des Kathetermotors 172 fortführt.
Die TSTLOW-Routine ist so konzipiert, daß jedesmal, wenn sie aufgerufen wird, sie eine bestimmte Menge an Zeit konsumiert. Sie überprüft auch, wieviele Male sie aufgerufen worden ist. Das Übertragbit wird gelöscht, um zu zeigen, daß der Pegel des Timer-Input, der dasselbe Signal ist, das in Bit null von Port B eingeht, für zu lange Zeit niedrig gewesen ist. Ansonsten wird das Übertragbit festgesetzt, um anzuzeigen, daß das Signal nach wie vor akzeptabel ist. Um festhalten zu können, wie oft TSLOW aufgerufen wurde, erhöht die TSLOW-Routine jedesmal, wenn sie aufgerufen wird, die Speicherstelle TPER. Sie erhöht die Speicherstelle TPER + 1 jedesmal, wenn die Erhöhung der Speicherstelle DPER auf null zurückläuft. Es dauert 80 Mikrosekunden (oder 80 Mikroprozessorzeitzyklen), um die TSTLOW- Routine durchzuführen. Es ist erlaubt, die Routine $333 mal (entspricht 70 ms) aufzurufen. Wenn die Speicherstelle TPER einen Wert von $3 erreicht, wird das Übertragbit gelöscht, bevor sie zu dem Aufrufer der TSTLOW-Routine zurückkehrt, anderenfalls kehrt sie zu dem Aufrufer mit dem gesetzten Übertragbit zurück.
Immer wenn eine Routine das Zurücksetzen der Zeitüberwachungsschaltung erwähnt, wird die WDOG-Routine aufgerufen, um diese Aufgabe zu erfüllen. Damit die WDOG-Routine die Zeitüberwachungsschaltung zurücksetzt, bringt sie Bit 6 von Port B zuerst auf einen niedrigen und dann auf einen hohen Wert.
Die Timerunterbrechungstreiber-Routine ist verantwortlich für die Überwachung der Geschwindigkeit des Kathetermotors 172. Diese Routine wird jedesmal aufgerufen, wenn der interne 8 Bit-Timer aussetzt, so daß sie mit der Anzahl, mit der der Timer aussetzt, mithalten kann und festlegt, wann der Timer aussetzt. Um dies zu tun, überprüft der Timerunterbrechungstreiber zuerst den Wert, der bei der Speicherstelle TVAL gespeichert ist, und überprüft, ob dieser bereits auf $FF erhöht worden ist. Falls dies der Fall ist, erhöht sie nicht mehr TVAL und stellt über das diagnostische Timeoutbit fest, daß ein Timeout stattgefunden hat. Falls TVAL nicht bei $FF steht, erhöht die Timerunterbrechungstreiber-Routine TVAL um eins und stellt fest, daß der oben erwähnte Timeout stattgefunden hat. Die SELDA1-Leitung, die vom Hauptprozessor 168 kommt und mit dem Kathetermotor-DAC 192 verbunden ist, ist ebenfalls mit der Unterbrechungsanfragel ei tung /INT des Geschwi ndi gkei tsprozessors 180 verbunden. Da das SELDA1-Signal bei niedrigem Pegel aktiv ist, wird der Geschwindigkeitsprozessor 180 jedesmal unterbrochen, wenn ein Geschwindigkeitswert zum Kathetermotor DAC 192 geschaltet wird. Da eine Möglichkeit besteht, daß ein Geschwindigkeitswert übersendet werden kann, während der Geschwindigkeitsprozessor 180 die Timerunterbrechung ansteuert, wie vorhergehend erwähnt, wird ein Handshake-Betrieb durchgeführt, um sicherzustellen, daß der Geschwindigkeitsprozessor 180 die richtigen Geschwindigkeitswerte erhält. Zusätzlich um die angeforderten Geschwindigkeitswerte zu erhalten, setzt die /INT-Routine die richtigen Werte bei den Speicherstelle VSLOW/VSLOWH und VFASTL/VFASTH fest. Das Festsetzen dieser Speicherstellen ist der Teil, der /INT-Routine, die den Soft wareunterbrechungstreiber ausfmacht. Dieser Bereich der /INT- Routine wird SOFT genannt.
Das erste was die /INT-Routine tut, ist die Geschwindigkeitsdatenfestsetzung an Port A zu übergeben. Das ist derselbe Wert, der zu dem Kathetermotor-DAC 192 gesendet wird. Dann überprüft die /INT-Routine, ob dies ein komplett zulässiger Wert ist durch Überprüfen, ob die /INT-Leitung aktiv ist oder nicht. Falls die /INT-Leitung inaktiv ist, akzeptiert die /INT-Routine den Wert an Port A als zulässigen Geschwindigkeitsbedarfswert nicht und steigt aus. Falls die /INT-Leitung aktiv ist, akzeptiert die /INT-Routine den Wert als zulässig und der Geschwindigkeitsprozessor 180 teilt dem Hauptprozessor 178 mit, daß der Geschwindigkeitsprozessor 180 den neuen Geschwindigkeitswert durch Festsetzung der Geschwindigkeitsfehlerleitung angenommen hat. Das ist der Beginn der Handshake- Sequenz zwischen den beiden Prozessoren, die überprüft, ob der Geschwindigkeitsprozessor 180 die neu angeforderten Geschwindigkeitswerte erhalten hat. Dann löscht die /INT-Routine die Timeoutschaltung 200, um ein Aussetzen zu verhindern. Die /INT-Routine wartet dann auf den Hauptprozessor 178, damit dieser die /INT-Leitung desaktiviert. Während des Wartens, daß die /INT-Leitung desaktiviert wird, wird die Zeitüberwachungsschaltung 202 fortlaufend zurflckgesetzt. Es ist zu beachten, daß die WDOG-Routine nicht aufgerufen wird, um die Zeitüberwachung zurückzusetzen, statt dessen wird in die Schleife aus Zeitgründen der notwendige Code eingegeben.
Der Hauptprozessor 178 desaktiviert die /INT-Leitung, er teilt dem Geschwindigkeitsprozessor 180 mit, daß der Hauptprozessor 128 eine Mitteilung erhalten hat, daß der Geschwindigkeitswert erhalten wurde. Dies ist die zweite Phase der Handshake-Sequenz. Da der Geschwindigkeitsprozessor 180 die Geschwindigkeitsfehlerleitung verwendet, um den Handshake durchzuführen, muß Geschwindigkeitsprozessor 180 die Geschwindigkeitsfehler leitung desaktivieren, damit der Hauptprozessor 178 dies nicht irrtümlich für einen Geschwindigkeitsfehler hält. In der Endphase der Handshake-Routine wartet der Hauptprozessor 178, bis die Leitung desaktiviert ist.
Die SOFT-Routinesequenz kann ebenfalls als Software-Unterbrechungsanfragetreiber/Routine interpretiert werden. Der Zweck der SOFT-Routine ist es, in den SLOWTAB und FASTTAB Tabellen Beschreibungen zu erzeugen, um die Toleranzwerte für den erforderlichen Geschwindigkeitswert zurückzugewinnen. Die zurückgewonnenen Werte werden an der richtigen Speicherstelle abgespeichert. Es unterliegt der Verantwortlichkeit der CHECK- Routine festzustellen, ob der aufgefundene Geschwindigkeitswert innerhalb dieser Toleranzwerte liegt.
Um die Toleranzwerte zurückzugewinnen, müssen die Überschreibungen erst errechnet werden. Es wird darauf hingewiesen, daß, da die Überschreibung auf zwei Bytes und nicht auf einen hinweist, sie mit zwei multipliziert werden muß. Berechnete Überschreibung wird an der Speicherstelle WRO und an der Speicherstelle WRO + 1 abgespeichert. Danach wird die Startadresse des SLOWTAB diesem Offset zuaddiert und als Operand für den "LDA $XXXX" Befehl im RAM abgespeichert. Nachdem die Adressen richtig festgesetzt wurden, wird GETINI aufgerufen, um sicherzustellen, daß die richtigen Operationscodes an der richtigen RAM-Stelle abgespeichert sind, so daß ein Sprung zu GET durchgeführt werden kann. Der Initialisierung der richtigen RAM- Stellen folgend, wird die GET-Routine aufgerufen, um das Highbyte der unteren Grenze des gewünschten Geschwindigkeitswertes zu halten. Nachdem das Byte zurückgewonnen worden ist, wird es an der Speicherstelle VSLOWH abgespeichert. Danach wird INCGET aufgerufen, um die Adresse des Operanden für den "LDA $XXXX" Befehl zu erhöhen, der an der Speicherstelle GET abgespeichert ist. Dies deutet auf das Lowbyte der unteren Grenze für den angeforderten Geschwindigkeitswert, der in Speicherstelle VSLOWL abgespeichert wird. Dasselbe Verfahren wird durchgeführt, um die Bytes der oberen Toleranzgrenze von FASTTAB zu erhalten mit der Ausnahme, daß sie in Speicherstellen VFASTH und VFASTL anstatt von VSLOWH und VSLOWL abgespeichert werden. Dies markiert dann das Ende der /INT-Routine, so daß die Routine dorthin zurückkehrt, wo der Prozessor unterbrochen worden ist.
Den Betrieb des Geschwindigkeitsprozessors 180 zusammenfassend, enthält dieser drei Basisroutinen, die Hauptschleife, die Timerunterbrechungstreiberroutine und die Unterbrechungsanfrage/Unterbrechungstreiberroutine. Die Timerroutine führt das tatsächliche Zählen der Pulse durch, die von Kathetermotor 172 zurückkommen. Die Unterbrechungsanfrageroutine informiert den Geschwindigkeitsprozessor 180 von der neuen Betriebsgeschwindigkeit. Die Hauptschleife nimmt dann die Geschwindigkeitswerte auf, die durch die Timer-Routine erzeugt worden sind und vergleicht sie mit den Geschwindigkeitswerten, die durch die Unterbrechungsanfrageroutine festgesetzt worden sind.

Claims

1. Intravaskuläres Kathetersystem, enthaltend einen Katheter (10) mit einer drehbaren Spitze (24), die an einer biegsamen rotierenden Achswelle (26) angebracht ist; eine Bahn für fluide Stoffe (94) in der fluide Stoffe in Richtung auf die rotierende Spitze (24) fließen kännen; gekennzeichnet durch eine Steuerung (100) für die Injizierung von fluiden Stoffen in die Bahn für fluide Stoffe (94) und danach für die Rotation der Achswelle (26), wobei die Steuerung (100) sowohl die rotierende Achswelle (26) als auch den Fluß des fluiden Stoffs überwacht und sowohl die Rotation der Achswelle (26) als auch den Fluß des fluiden Stoffs unterbricht, wenn sie einen Fehler bezüglich entweder der Rotation der Achswelle (26) oder des Flusses des fluiden Stoffs entdeckt.

2. Intravaskulärer Katheter nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (100) einschließt einen ersten Motor (104) zur Steuerung der Injektion des fluiden Stoffs, einen zweiten Motor (102) zur Steuerung der Rotation der Achswelle (26) und eine Prozessoreinheit (178), die Signale liefert, welche eine programmierte Arbeitsweise des ersten (104) und zweiten (102) Motors bewirken.

3. Intravaskulärer Katheter nach Anspruch 2, wobei die Steuerung (100) weiterhin eine durch einen Operator gesteuerte Eingabeeinheit (116) zur Programmierung der gewünschten Geschwindigkeit des ersten (104) und des zweiten Motors (102) enthält.

4. Intravaskulärer Katheter nach Anspruch 3, wobei die Prozessoreinheit (178) einen ersten (180) und zweiten Prozessor (182) einschließt; wobei der erste Prozessor (180) entsprechend der Vorgabe der Eingabevorrichtung (116) Signale an den ersten (104) und zweiten Motor (102) gibt, um deren Geschwindigkeiten zu steuern; wobei der erste Prozessor (180) die Arbeitsweise des ersten Motors (104) überwacht; wobei der zweite Prozessor (182) die Geschwindigkeit des zweiten Motors (102) überwacht und ein Fehlersignal gibt, das einen fehlerhaften Zustand anzeigt, wenn die Geschwindigkeit des zweiten Motors (102) von der programmierten Geschwindigkeit verschieden ist; und wobei der erste Prozessor (180) als Reaktion entweder auf ein Fehlersignal des zweiten Prozessors (182) oder auf einen Fehler in der Arbeitsweise des ersten Motors (104) den ersten (104) und zweiten Motor (102) abschaltet.