与介入器械的数据通信的制作方法

与介入器械的数据通信的制作方法
【专利摘要】本发明涉及数据通信系统(100)和方法，具体而言，该系统和方法可以应用于经由高速链路(101)从类似于导管或者导丝之类的医疗器械传送数据。系统(100)包括(体内)从属组件(150)，所述从属组件(150)具有可控从属时钟(153)和发射机(151)，所述发射机(151)用于发送由从属时钟信号(clk)提供时钟的数据信号(ds)。此外，其包括(体外)具有时钟控制器(114、115、116)的主组件(110)，所述时钟控制器接收主时钟信号(ref_clk)和数据信号(ds)，并生成用于将从属时钟(153)调整到主时钟(113)的时钟控制信号(ccs)。因此，可以在低空间和能量需求的情况下(例如，通过压控振荡器(VCO))，实现从属时钟(153)。此外，可以通过仅仅两条信号线来实现经由其来交换数据信号(cs)和时钟控制信号(ccs)的链路(101)。
【专利说明】与介入器械的数据通信
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于传送数据信号的数据通信系统和方法。此外，本发明涉及数据通信系统的组件、医疗器械(特别是导管或者导丝)，并涉及医疗系统。
【背景技术】
[0002]在类似微创手术之类的医疗介入中使用的仪器，越来越多地配备有从体内发送数据的一个或多个传感器。例如，描述了包括压力传感器的心血管导管，其中向该传感器提供外部时钟信号，以允许数字数据通信(Jin Ji等，“An Ultraminature CMOS Pressuresensor for a multiplexed cardiovascular catheter，，， IEEE transactions on electrondevices, Vol.39, N0.10, 0ctl992)。

【发明内容】

[0003]本发明的目标是提供允许高速数据通信的方式，特别是在介入器械和外部设备之间的通信，其中位于器械内部的器件应当优选地具有较小的空间和/或能量需求。
[0004]本目标通过根据权利要求1的数据通信系统、根据权利要求2的方法、根据权利要求11的从属组件、根据权利要求12的主组件、根据权利要求13的医疗器械和根据权利要求14的医疗系统来实现。在从属权利要求中公开了优选的实施例。
[0005]根据本发明的数据通信系统，服务于数据从一个通信方到另一个通信方的通信或者传送。其包括下面的组件 :
[0006]a)第一组件，在下文中称为“从属组件”(或者简称为“从属”)，以指示其是通信系统的更高层级控制的主题。从属组件应当包括下面的子组件:
[0007]al)用于生成时钟信号的时钟，出于引用的目的，这些元件在下文中将称为“从属时钟”和“从属时钟信号”。从属时钟应当是可控的，这意味着可以在给定的限制之内，对从属时钟信号的特性参数(通常是其频率)进行调整。
[0008]a2)用于发送数据信号的发射机，其中该数据信号由从属时钟信号提供时钟。这意味着数据信号将“嵌入”从属时钟信号的至少一部分，并与其具有直接关系(使得可以至少部分地从数据信号中取回时钟信号)。这优选地使用数字数据信号来实现，例如，可以将数据比特序列与从属时钟信号进行同步。但是，模拟数据信号也是可能的，例如通过使用振幅调制或者多级信令。
[0009]假定在该数据信号中被编码的数据是由不同于从属组件的另一个(逻辑)组件提供的，例如由一个或多个传感器提供(所述一个或多个传感器在功能上不是通信系统的一部分，但它们可以例如在同一个ASIC设备上实现)。
[0010]b)第二组件，在下文中称为“主组件”，其包括下面的子组件:
[0011]bl)用于接收上面所提及的数据信号的接收机。
[0012]b2)用于生成时钟信号的时钟，出于引用的目的，这些元件在下文中将称为“主时钟”和“主时钟信号”。[0013]b3)时钟控制器，其接收前述的主时钟信号和接收的数据信号，以及生成“时钟控制信号”，通过该“时钟控制信号”可以将从属时钟调整到主时钟。这种调整意味着:将从属时钟信号的至少一个特性参数改变为最优地与主时钟信号所提供的给定目标参数相匹配。举一个典型的示例，可以将从属时钟信号的频率调整到主时钟信号的频率。
[0014]c)链路或者通信信道，经由该链路或者通信信道可以在从属组件和主组件之间交换上面所提及的数据信号和时钟控制信号。经由该链路，从属组件的发射机因此耦合到主组件的接收机，主组件的时钟控制器耦合到从属组件的从属时钟。
[0015]根据第二方面，本发明涉及用于经由链路从从属组件向主组件发送数据信号的方法，所述方法包括下面的步骤:
[0016]a)利用从属时钟信号向所述数据信号提供时钟，所述从属时钟信号是由从属组件中的从属时钟生成的。
[0017]b)在主组件中接收所述数据信号。
[0018]c)从数据信号中至少部分地恢复从属时钟信号。
[0019]c)将所恢复的从属时钟信号与主时钟信号进行比较，并生成与该比较结果相关联的时钟控制信号，其中，所述主时钟信号是主组件中的主时钟生成的。
[0020]d)基于时钟控制信 号，将从属组件中的从属时钟调整到主时钟。
[0021]数据通信系统和方法是同一发明构思的不同实现。因此，针对这些实现中的一种实现所提供的解释和定义，对于其它实现也是有效的。
[0022]在高速数据通信(其通常以IOOMbps或者更高的速率发生)中，需要具有关于实际时钟频率的准确知识。这可以通过使用精确时钟(例如，在两侧上的晶体时钟)来完成，或者存在着能够跟踪非准确时钟频率的需求。所提出的数据通信系统和方法的重要优点在于:数据按照由主组件“规定的”的频率(例如，重要的系统时钟频率)到达，而无需在从属组件侧(在空间和功率上受到限制的一侧)具有准确的时钟。因此，可以使用具有较小功耗的小型组件来实现从属时钟。
[0023]在下文中，将描述本发明的各种优选的实施例，这些实施例与上面所描述的数据通信系统和方法有关。
[0024]根据第一优选的实施例，从属时钟包括或者完全地包括压控振荡器(VCO)或者电流控制振荡器(CCO)。VCO和CCO是本领域中熟练的技术人员公知的组件，它们分别允许通过外部控制电压或者电流来调整它们的输出频率。
[0025]通常，从属组件和主组件之间的链路可以是能够携带数据信号和时钟控制信号的任何类型的通信信道。如果数据信号和/或时钟控制信号是例如通过无线(RF)信号或者光信号来实现的，则链路可以简单地是能够在其中传播这些信号的介质。如果数据信号和时钟控制信号是通过不同的形式来实现的，则链路包括用于这二者的载波。
[0026]在优选的实施例中，链路(至少)包括两条信号线，经由这两条信号线可以在从属组件和主组件之间对电信号进行改变。在该情况下，数据信号和/或时钟控制信号可以例如通过应用于所述信号线的电压或者电流来表示。最优选地，链路仅仅由能够携带数据信号和/或时钟控制信号的两条信号线来构成。仅仅通过两条信号线来实现该链路使空间需求减到最小，而同时保证可靠的连接。
[0027]主组件可以可选地包括用于经由所述链路来发送信号(优选地，数字信号)的发射机，所述信号在下文中称为“主信号”。该主信号可以从主组件向从属组件传送额外的数据和/或控制命令(除了时钟控制信号之外)，其中这种通信有利地使用可用的链路。
[0028]从属组件优选地包括用于经由所述链路接收“额外的信号”(除了时钟控制信号之外)的接收机。具体而言，这种额外的信号可以是前述的实施例的由主组件所生成的主信号。
[0029]根据本发明的优选的实施例，数据信号、时钟控制信号、主信号和/或额外的信号由链路的两条信号线之间的电压和/或电流的差来表示(例如，如果Vl和V2是在所述两条信号线上的电压的话，作为差(V1-V2))。随后，该差值的符号(极性)可以表示各自信号的“O”和“I”比特。
[0030]根据另一个实施例，数据信号由负载的变化来表示，所述负载在从属组件中耦合到链路的两条信号线。随后，主组件中的接收机可以感测到这种负载变化。
[0031]优选地，时钟控制信号、额外的信号和/或主信号由链路的两条信号线上的共模电压和/或电流来表示(例如，如果V1、V2是在所述两条信号线上的电压的话，作为值(V1+V2))。这种表示可以有利地与上面所提及的实施例进行组合，其中数据信号由电压和/或电流之间的差来表示，这是由于其使相同的两条信号线能用于数据信号和时钟控制信号(和/或主信号、额外的信号)的传送。(理论上)还可以颠倒这些信号的表示(即，数据信号可以是共模，时钟控制信号是差分)。但是，将数据信号表示成差是优选的，由于这通常需要更高的传送速率。
[0032]根据本发明的另一个实施例，主信号(或者“额外的信号”)无视(override)数据信号。例如，如果将数据信号和主信号二者均表示成链路的两条信号线上的电流或者电压之间的差，那么由主信号所施加的差可以是非常大的，以至于其符号(极性)不会被同时的数据信号改变。因此，可以不管数据信号，来取回在主信号的所述符号(极性)中编码的信
肩、O
[0033]主组件和从属组件是数据通信系统的两个兼容部分，它们是专门关于彼此进行设计的。在这些组件中的每一个里都实现了本发明的本质部分，其中这些组件是它们自己的商业商品。因此，本发明还涉及作为其自己的元件的从属组件，所述从属组件包括:
[0034]-用于生成从属时钟信号的可控从属时钟，其中所述时钟可以由时钟控制信号来调整。
[0035]-发射机，用于发送由从属时钟信号提供时钟的数据信号。
[0036]类似地，本发明涉及作为其自己的元件的主组件，所述主组件包括:
[0037]-接收机，用于从前述的从属组件接收数据信号。
[0038]-主时钟,用于生成主时钟信号。
[0039]-时钟控制器，用于接收主时钟信号和数据信号，以及生成可以将前述的从属组件的从属时钟调整到主时钟的时钟控制信号。
[0040]此外，本发明还涉及医疗器械，具体而言，类似导管或者导丝的介入器械，所述器械包括上面所描述的类型的从属组件。这种医疗器械的优点在于其可以小型化，这是由于从属组件的较低的空间需求，同时允许向外部设备进行高速数据传输。
[0041]最后，本发明涉及包括前述的器械和具有主组件的外部设备的医疗系统，其中该器械的从属组件和所述主组件是兼容的(即，形成根据本发明的数据通信系统)，并经由链路(例如，电缆)来耦合。
【专利附图】

【附图说明】
[0042]参照下文所描述的实施例，来阐述本发明的这些和其它方面，并且通过参照这些实施例，本发明的这些和其它方面将变得显而易见。
[0043]在附图中:
[0044]图1示出了与从属组件和主组件中的参考时钟的数据通信；
[0045]图2示出了在其中向从属组件发送主时钟的时钟信号的数据通信；
[0046]图3示意性地示出了根据本发明的通信系统；
[0047]图4示意性地示出了在其中由电流差来表示数据信号的数据通信系统的特定实施例；
[0048]图5示意性地示出了在其中由负载变化来表示数据信号的数据通信系统的特定实施例；
[0049]图6示出了图5的数据通信系统的链路上的电压和电流的示例性过程。
[0050]在附图中，类似的附图标记或者通过100的整数倍来区别的数字，指代相同或者类似的组件。
【具体实施方式】
[0051]可以通过在诸如导管和导丝之类的介入器械的尖端集成成像和感测设备，来改进微创医疗程序中的诊断和治疗。但是，这些器械的非常有限的尺寸对于集成所必需的功能造成了重大的挑战。显微机械加工(MEMS)传感器可以与ASIC技术相结合，以及在非常小的区域中实现改进的成像和/或感测功能。有关的趋势是:需要将越来越多的数据量从器械的尖端传送给外部设备。
[0052]位于器械的尖端的设备(体内)和外部设备(体外)之间的通信，需要能够以有效方式来传送数据的链路。在本上下文中，“有效”指代:造成较小的体内功耗，需要简单且较少的体内功能，并且需要很少数量的信号线来连接体内和体外功能。
[0053]低线数是很重要的，这是由于有限的空间可用于来给电线规定路线。导丝的内腔是250 μ m,而导管的直径是1-5_(具有朝向更小的导管的趋势)。这还限制了用于体内功能的可用区域。由于关于加热人体组织的安全规定，因此体内功耗是很重要的。
[0054]在两个电缆端之间实现稳健的(双向)高速串行链路，通常需要:
[0055]-按照规定的速度来发送数据的一个或两个发射机。
[0056]-按照预期的速度来接收数据的一个或两个接收机。
[0057]-允许以差动方式来传送高速信号的两条信号线。
[0058]-一个或两个参考时钟设备。
[0059]图1示意性地示出了与两个时钟设备的数据通信，一个设备(ref_clk_l)位于主组件地点，以及一个设备(ref_clk_2)位于从属组件地点。通常，在该情况下，对于时钟抖动和时钟频率匹配具有严格的要求。
[0060]图2示意性地示出了在主组件地点仅仅存在一个参考时钟(ref_clk_l)的数据通信。由于该时钟并不位于从属组件的(活动的)发射机附近，因此需要额外的电路(例如，接收机电路和PLL)和额外的电线来从链路的主组件地点地点向从属组件地点传送时钟信号。
[0061]在导管或者导丝应用的情况下，大部分的高速数据流是从尖端处的设备(从属组件，“体内”)到外部设备(主组件，“体外”)。按照所需要的速度从从属组件向主组件发送高速(HS)数据，通常需要在从属组件的准确的参考时钟(例如，晶体振荡器)，或者经由一条或两条电线向从属组件传送准确的时钟信号。由于只有有限的可用区域，因此在体内实现晶体以便生成参考时钟信号(图1)是没有吸引力的。出于相同的原因，由于需要额外的电线、硬件和功耗，因此传送准确的时钟信号(图2)也是没有吸引力的。
[0062]本发明提出了能够按照规定的速度，从从属组件向主组件发送数据，而在从属组件处无需这种准确的时钟参考的解决方案。该解决方案只需要两条信号线，对功能进行划分，使得大部分的功能和功耗在“体外”。链路的完全控制保留在“体外”。
[0063]图3示出了根据本发明的一个实施例的数据通信系统100的框图。系统100包括三个主要组件，即:
[0064]-在“体内”侧的“从属组件”150，其用于传送大部分数据，但是包含简单的数据链路功能，并消耗很少的功率。
[0065]-在“体外”侧的“主组件”110，其具有对于链路的完全控制，包含更复杂的功能，并消耗更多的功率。
[0066]-连接这两个组件的链路101，例如，电缆或者其它类型的互连。 [0067]例如，可以将从属组件150集成到在尖端处配备有传感器、致动器(actuator)和/或成像设备的智能导丝或者导管中，这些部件示意性地由框155来表示。所收集的(模拟)信号将被转换成数字数据，例如，通过S-AADC156的方式。数据在编码器157中被编码，并作为“数据信号” ds由发射机151通过链路101发送给体外世界。
[0068]电缆101优选地包括两条信号线102和103(示出第三连接104只是为了说明单独的信号流)。如下面所更详细解释的，这些信号线102和103传送高速数据信号ds (经由差动信号传输)、VCO时钟控制信号ccs (经由共模的信号传输)和额外的控制和/或低速数据(经由差动信号传输和共模的信号传输)。除了这两条信号线(或者“功能线”)之外，电缆101在实践中可以额外地包括用于供电(VDD，GND)的额外的连接(没有示出)，使得总共四条电线(在完整的电气连接的情况下)。如果向从属组件150提供电池，则可以将电线的总数限制于两条。
[0069]体内从属组件150包含“从属时钟”，这里通过压控振荡器(VCO) 153来实现，其向本地高速发射机151和接收机152传送“从属时钟信号” elk。速度取决于应用，但有效数据速率可以是数百Mbit/s。高速发射机151可以是活动发射机(图4)或者负载调制设备(图5)。由于后一情况可以给出更少的体内消耗，因此其是优选的。体内接收机152必须能够确定差动输入信号的极性。接收机的速度取决于应用，但在大多情况下，其是中等的。
[0070]体外主组件110包括高速接收机112，其用于接收由体内从属组件150所发送的数据信号ds。此外，主组件110是通信的主要方。其控制从属数据速率，以及主组件和从属组件的操作模式。为了能够控制HS数据速率，主组件110包括具有下面组件的“时钟控制器”.TItT.[0071]-用于进行时钟恢复的单元114，[0072]-用于比较所恢复的从属时钟信号的频率和由主时钟113所提供的主时钟信号ref_clk的参考时钟频率的频率和/或相位检测器115，
[0073]-环路滤波器116。
[0074]主组件110还包含用于进行数据恢复和数据解码的单元122。通过过采样技术的方式，或者通过用于对输入数据进行锁相的(额外的)PLL的方式，数据恢复是可能的。
[0075]此外，主组件110包含控制单元120，所述控制单元120能够将低速数据(存储121)或者控制比特作为“主信号”ms，经由发射机111给从属组件150。在无源体内HS发射机的情况下，所述发射机111还可以向体内发射机151提供能量(固定的电流)。
[0076]可以在位于相应的器械(例如，导丝或者导管)的尖端在ASIC中实现VC0153。这种非准确的时钟源仅仅使用较低的电量，并且只需要有限的空间量，来生成时钟信号elk。如上所述，该信号向本地发射机151和接收机152提供时钟。体内发射机151跨越链路101，将经编码的HS数据作为数据信号进行发送，其中这种编码使得可以从这种所发送的信号中取回时钟频率。体外主组件Iio接收数据信号ds，执行时钟恢复，此后，将时钟频率与参考时钟频率ref_clk进行比较。通过负反馈环的方式，对VCO的频率进行调整，以适应参考时钟频率。
[0077]此外，跨越相同的两条信号线102和103将HS数据ds和VCO时钟控制信号ccs (以及可选地，由体内发射机111所提供的主信号ms)进行组合是可能的:使用较小的信号摆动，可以有差别地驱动HS数据ds。经由信号线的共模(CM)电压电平，来传送VCO时钟控制电压ccs。下面将参照图4和图5，来更详细地解释该方法。
[0078]图4示出了具有主组件210和从属组件250的通信系统200的框图，其中主组件210和从属组件250通常如图3中所示地进行设计。更详细地示出了该系统的具体组件，以说明两条信号线接口的可能的实现方式(如上所解释的，通常存在用于供电的额外的电线，在下文中没有考虑这些额外的电线)。
[0079]由于链路201的电缆布线的典型长度(±2m)和数据链路的典型速度(>>IOMHz)，因此电缆表现为传输线。因此，电缆的特性阻抗(ZO)是重要的，以及需要在终止端和/或传输端上放置匹配的端接电阻Rl、R2、R3、R4，以使非期望的反射减到最小。
[0080]在高速传输期间，体内高速发射机251发送收集的数据(Dl)。HS信号ds使用差动信号传输，以将电磁辐射(EMI)和磁化系数(EMS)减到最小。发射机251的所示出的实现方式按照固定的偏置电流(Ila和Ilb)运行，其使本地提供的电压的扰动减到最小。例如，可以通过将第一电流源Ila连接到第一信号线202，以及将第二电流源Ilb连接到另一条信号线203，来对数据比特Dl = “ I ”进行编码，而通过将第一电流源I Ia连接到第二信号线203，以及将第二电流源Ilb连接到第一信号线202，来对数据比特Dl = “O”进行编码。在高速传输模式期间，可以关闭体外低速发射机211。
[0081]主组件210中的环路滤波器216是负反馈环的一部分，其中所述负反馈环将从属组件250中的VC0253的频率调整到所需要的值。在所示出的实现方式中，环路滤波器输出传送经调整的电流12，(由电阻R5)将所述经调整的电流12在VC0253的附近，转换成共模(CM)电压。
[0082]体外主组件210能够通过激活其发射机211，以及将低速(或者中等速度)数据D2或者控 制数据作为“主信号”ms驱动，跨越链路201来拒绝HS数据流。通过选择与体内电流(Ila和Ilb)相比更大的体外偏置电流(I3a和I3b)，体内接收机(没有示出)可以通过感测差动信号的极性，来检测体外数据信号。在主信号ms的低速数据发送模式期间，体内HS发射机251优选地保持活动。这允许频率控制环保持活动，以及保持在参考时钟和体内时钟之间的锁相。
[0083]图5示出了具有主组件310和从属组件350的通信系统300的框图，其中主组件310和从属组件350通常如图3中所示地进行设计。更详细地示出了该系统的具体组件，以说明高速发射机的替代实现方式。
[0084]在该版本中，将体内HS发射机351实现成负载调制设备。在数据信号ds的HS发送期间，体外LS发射机311传送固定的差动电流。主组件210中的电阻Rl和R2在体外侧提供匹配的端接。体内地点的端接包括电阻R3和R4，HS发射机351可选地将电阻R6和R7并行地耦合到电阻R3和R4。因此，可以在大于特性阻抗(例如，5.Ζ0)的值和低于特性阻抗(例如，0.5.Ζ0)的值之间，对终端进行转换。表示HS数据Dl的这种转换将造成反射(其构成数据信号ds)。由于反射仅仅是在链路301上发生的HS信息，因此它们可以相当易于被检测到。
[0085]体外发射机311可以通过栓牢低速发射机351的(固定)电流的极性，跨越链路301作为主信号ms来发送数据D2。体内接收机(没有示出)通过感测差动信号的极性，可以感测到低速数据ms。
[0086]可以用多种方式(例如，通过改变反相极性脉冲的持续时间)，将数据比特(“I”或“O”)编码在主信号中。图6示出了这种脉冲宽度调制的示例，其中上面的曲线表示在链路的信号线302中流动的电流I，下面的图形示出了链路的信号线302和303之间的电压。在该示例中，HS发射机351按照200Mbit/s的时钟速率来发送固定的时钟(无数据内容)。低速数据速率更低12倍。可以通过利用体内时钟353为电压信号(的极性)提供时钟，来区分长脉冲与短脉冲。反相极性脉冲的持续时间(I = -5mA)确定所发送的数据比特的值。因此，所示出的低速主信号是(010101)序列。
[0087]应当注意的是，数据信号ds中的HS数据编码是所提出的系统的一个重要方面。数据编码必须允许所有状况下的时钟恢复。需要时钟恢复，以便能够对HS数据速率进行调整。通过对HS数据信号的转换次数进行计数(频率检测)，或者通过将HS数据转换的位置和参考时钟转换进行比较(相位比较)，或者通过混合这两种方法，时钟恢复是可能的。在启动时，频率检测效果最好，这是由于其不会造成误锁，而相位检测却可能出现该问题。频率检测的不利之处在于其需要HS数据信号的固定/已知数量的转换；这可以在数据的编码中进行安排，或者可以通过在数据序列的起始处，发送固定/已知数据模式来保证。
[0088]此外，HS数据编码是重要的，这是由于体内时钟信号可能承受由于VCO控制信号上的电气干扰而造成的抖动。通过选择使用强时钟频率组件进行数据编码的类型，数据恢复将承受更少的这种抖动。
[0089]基本的数据编码是公知的曼彻斯特编码(即，通过在固定周期的中间点，在低和高之间进行转换来表示“O”和“I”)。曼彻斯特编码的效率相当低(多次转换、高带宽需要用于数据传送)。此外，曼彻斯特编码不会预见字同步或者帧同步，这可能需要被增加到曼彻斯特编码的上面。因此，8比特到10比特编码是一种替代选择(参见US4486739)。
[0090]总之，描述了能够以功率高效和区域有效方式，从位于介入器械的尖端的设备(体内)向外部设备(体外)传送数据的电高速串行链路。按照规定的速度从所述尖端传送高速数据的能力，可以在无需准确的体内时钟参考源的情况下实现。仅仅需要两条信号线，对功能进行划分，使得大部分的功能和功耗在体外。链路的完全控制保留在体外。所有这些方面允许以高度微型化的解决方案，来传送大量的数据。
[0091]根据本发明的系统避免了对从属组件侧的精确的参考时钟信号的需要。替代地，需要控制信号。在该方面的一个重要方面在于:与高速时钟信号相比，(潜在地经由复用)传送低频率控制信号更容易(特别是在导管或者导丝中)。高速信号很难被复用，以及如果在电气域完成的话，经常需要多条信号线(类似同轴电缆或者双绞线等)。相同的保持用于接收信号；与高速时钟信号相比，接收低频控制信号更容易。
[0092]因此，本发明的方法暗示着使用一个高速数据信号和一个低频控制信号。通常，高速数据信号经由(两个)电气信号线、经由单一光导线、或者无线地来传送。可以用多种方式来传送控制信号，但由于该信号的低频内容，因此无线地或者光学地实现该目的不具有吸引力(假定该系统将包含电信号)。如果不存在电线(例如，出于MRI兼容性原因)，当然也需要光学地或者无线地传送控制信号。
[0093]在需要高速数据传送的具有微创器械的通信链路中，所提出的解决方案是特别有用的，例如，来自于导管或者导丝的超声成像(如，血管内超声(IVUS)、心脏内回波描计术(ICE)、前瞻性IVUS/ICE、基于超声的消融监控)，但也包括所有类型的体内传感器(流、压力、温度)等等。体 内传感器实际上不需要高速链路。传感器的速度被限于例如1MHz，而所有类型的成像轻易地需要数百Mb/s。
[0094]虽然在附图和前面的描述中详细地说明和描述了本发明，但这样的说明和描述要被视作为说明性的或示例性的，而不是限制性的；本发明并不限于所公开的实施例。通过对附图、公开内容以及所附权利要求的学习，本领域中的技术人员在实践所声明的发明时，可以理解和实现所公开的实施例的其它变型。在权利要求书中，“包括” 一词不排除其它元素或者步骤，以及不定冠词“a ( — ) ”或者“an (—个)”并不排除多个。在相互不同的从属权利要求中陈述某些测量的仅仅事实，并不指示这些测量的组合不能被利用为优势。权利要求书中的任何标号不应被解释为限制本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种数据通信系统(100-300)，包括: a)从属组件(150-350)，其具有: al)可控从属时钟(153-353)，其用于生成从属时钟信号(elk)， a2)以及，发射机(151-351)，其用于发送数据信号(ds)，其中，所述数据信号(ds)由所述从属时钟信号(elk)提供时钟； b)主组件(110-310)，其具有: bl)接收机(112)，其用于接收所述数据信号(ds)， b2)主时钟(113)，其用于生成主时钟信号(ref_clk)， b3)以及，时钟控制器(I 14、115、116-316)，其接收所述主时钟信号(ref_clk)和所述数据信号(ds)，以及生成用于将所述从属时钟(153-353)调整到所述主时钟(113)的时钟控制信号(CCS); C)链路(101-301)，经由所述链路(101-301)能够交换所述数据信号(ds)和所述时钟控制信号(CCS)。
2.一种用于经由链路(101-301)从从属组件(150-350)向主组件(110-310)发送数据信号(ds)的方法，所述方法包括下面的步骤: a)利用从属时钟信号(elk)为所述数据信号(ds)提供时钟，所述从属时钟信号(elk)是由所述从属组件(150-350)中的从属时钟(153-353)生成的； b)在所述主组件(110-310)中接收所述数据信号(ds)； c)从所述数据信号(ds)中至少部分地恢复所述从属时钟信号(elk)； d)将所恢复的从属时钟信号(elk)与主时钟信号(ref_clk)进行比较，并且生成相关联的时钟控制信号(ccs)，其中，所述主时钟信号(ref_clk)是由所述主组件(110-310)中的主时钟(113)生成的； e)由所述时钟控制信号(ccs)将所述从属时钟(153-353)调整到所述主时钟(113)。
3.根据权利要求1所述的系统(100-300)，其特征在于，所述从属时钟包括电压或者电流控制的振荡器(153-353)。
4.根据权利要求1所述的系统(100-300)，其特征在于，所述链路(101-301)包括两条信号线(102-302、103-303)，或者优选地由两条信号线(102-302、103-303)组成。
5.根据权利要求1所述的系统(100-300)，其特征在于，所述主组件(110-310)包括:发射机(151-351)，其用于经由所述链路(101-301)来发送主信号(ms)。
6.根据权利要求1所述的系统(100-300)，其特征在于，所述从属组件(150-350)包括:接收机(152)，其用于从所述链路(101-301)接收额外的信号(ms)。
7.根据权利要求1、5或6所述的系统(100-300)，其特征在于，所述数据信号(ds)、所述时钟控制信号(CCS)、所述主信号(ms)和/或所述额外的信号由所述链路(101-301)的两条信号线(102-302、103-303)之间的电压和/或电流的差来表示。
8.根据权利要求1所述的系统(100-300)，其特征在于，所述数据信号(ds)由负载(R3、R3、R6、R7)的变化来表示，所述负载(R3、R3、R6、R7)在所述从属组件(150、350)中耦合到所述链路的两条信号线(102、302、103、303)。
9.根据权利要求1或5所述的系统(100-300)，其特征在于，所述数据信号(ds)、所述时钟控制信号(CCS)和/或所述主信号(ms)由所述链路(101-301)的两条信号线(102-302、103-303)上的共模电压和/或电流来表示。
10.根据权利要求5所述的系统(100-300)，其特征在于，所述主信号(ms)无视所述数据信号(ds)。
11.一种用于根据权利要求1的数据通信系统(100-300)的从属组件(150-350)，包括具有下面组件的从属组件(150-350): al)可控从属时钟(153-353)，其用于生成从属时钟信号(elk)，a2)发射机(151-351)，其用于发送数据信号(ds)，其中，所述数据信号(ds)由所述从属时钟信号(elk)来提供时钟。
12.一种根据权利要求1的数据通信系统(100-300)的主组件(110-310)，包括具有下面组件的主组件(110-310): bl)接收机(112)，其用于接收数据信号(ds)， b2)主时钟(113)，其用于生成主时钟信号(ref_clk)， b3)时钟控制器(114、115、116-316)，其接收所述主时钟信号(ref_clk)和所述数据信号(ds)，以及生成用于将可控时钟(153-353)调整到所述主时钟(113)的时钟控制信号(ccs)。
13.—种医疗器械，包括具有下面组件的从属组件(150-350)，所述医疗器械具体而言是导管或者导丝: al)可控从属时钟(153-353)，其用于生成从属时钟信号(elk)，a2)发射机(151-351)，其用于发送数据信号(ds)，其中，所述数据信号(ds)由所述从属时钟信号(elk)来提供时钟。
14.一种医疗系统,包括: a)包括具有下面组件的从属组件(150-350)的医疗器械: al)可控从属时钟(153-353)，其用于生成从属时钟信号(elk)，a2)以及发射机(151-351)，其用于发送数据信号(ds)，其中，所述数据信号(ds)由所述从属时钟信号(elk)来提供时钟； b)包括具有下面组件的主组件(110-310)的外部设备: bl)接收机(112)，其用于接收所述数据信号(ds)， b2)主时钟(113)，其用于生成主时钟信号(ref_clk)， b3)时钟控制器(I 14、115、116-316)，其接收所述主时钟信号(ref_clk)和所述数据信号(ds)，以及生成用于将所述从属时钟(153-353)调整到所述主时钟(113)的时钟控制信号(CCS); C)链路(101-301)，经由所述链路(101-301)能够交换所述数据信号(ds)和所述时钟控制信号(CCS)。
【文档编号】A61B5/00GK104025497SQ201280065040
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年10月25日 优先权日:2011年10月28日
【发明者】A·C·范伦斯, N·F·茹瓦, B·马赛利斯 申请人:皇家飞利浦有限公司